Морфологічні ознаки. Сочевиця – однорічна трав’яниста рослина. Корінь стрижневий, довжиною до 1 м, з великою кількістюбокових коренів. Клубеньки розгалуджені, розміщені в радіусі 10 – 12 см від головного кореня, в глибину розповсюджуються до 12 – 15 см. Маса клубеньів однієї рослини досягає 800 мг.
Стебло прямостояче або напівсланке, висотою 10 – 60 см, чотирьохгранне, сильногілчасте, Листки черешкові, чергові, складні, парноперисті (2 – 8 пар листочків). Закінчуються вусиком. Листочки цільнокрайні, овальні і лінійні, дрібні.
Квітка правильної форми, складається з п’яти пелюсток, дрібна (довжиною 5 – 8 мм), різного забарвлення (білого, рожевого, фіолетово-синього), частіше білого з фіолетовими жилками на парусі. Чашечка п’ятироздільна. Тичинок 10.
Плід – біб одногніздовий, двохстулкуватий, приплюснутий або слабкоопуклий, наближений до ромбічної форми, одно-трьохнасіневий, закінчується дзьобиком. Насінини приплюснуті (плоскі) або випуклі (майже кулеподібні), крупні або дрібні (діаметр 2 – 9 мм). Забарвлення їхнє різноманітне: жовте, зелене, біле, коричневе, чорне. Оболонка насінини однотонна забарвлена або з малюнком, сім’ядолі жовті, зелені, оранжеві. Насіневий рубчик лінійий. Маса 1000 зерен коливається від 10 до 99 г.
Біологічні особливості. Сочевиця – рослина довгого дня, однак більшість сортів характеризуються нейтральним фотоперіодом, Достатньо холодостійка, сходи витримують заморозки до 130С. Тривалість вегетаційного періоду вирощуваних сортів 75 – 120 днів, сума активних температур за вегетацію 1400 – 17000С. Вказані ознаки дають змогу вирощувати сочевицю до 580 п.ш., однак в середині вегетації вона потребує підвищеної інсоляції.
Сочевиця – культура середньопосухостійка. Грунтову посуху до цвітіння вона переносить гірше, ніж в період цвітіння-дозрівання. Крупнозена сочевиця більш чутлива до посухи і суховіїв, ніж дрібнонасінева.
Для одержання високих урожаїв зерна сочевиці необхідно 140 – 220 мм опадів за вегетаційний період, причому 40% (індекс розподілу опадів) повинні доводитися на генеративний період. Рясні дощі в другій половині вегетації призводять до стовбуріння, вилягання рослин і зниженню зернової продуктивності.
Біологічно сочевиця – культура нейтральних грунтів. На кислих грунтах вона дає низькі врожаї, оскільки утворює малоактивний сімбіотичний апарат і страждає від азотного голодування. Для формування високого врожаю за рахунок біологічного азоту активний сімбіотичний потенціал її повинен складати 20 – 30 тис. од.
Біологія цвітіння і запліднення. Сочевиця має розтягнутий і тривалий період цвітіння – приблизно 0,5 – 0,75 вегетаційного періоду. Максимальне утворення квіток співпадає з періодом інтенсивного росту рослин, а на бокових гілках вони з’являються майже до кінця вегетації. В межах рослини цвітіння, як правило, починається з нижніх гілок і поступово розповсюджується вгору. На окремій гілці спочатку зацвітають нижні квітки, а потім середні і верхні. В суцвітті (гроно) першою розпускається нижня квітка. Окрема гілка цвіте 9 – 15 днів.
Перші квітки відкриваються рано – в 4 – 5 год ранку, основна їх маса зацвітає в 8 – 10 год, у другій половині дня спостерігаються лише поодинокі відкриті квітки. Цвітіння окремої квітки триває протягом доби, але в посушливу погоду триває 10 – 12 год, а в дощову затягується на 2 – 3 дні. Приймочка і пиляки дозрівають дуже рано – в фазі забарвленого бутона. В розкритих квітках запилення вжевідбулося, Пилок яскраво-жовтого кольору.
Сочевиця – самозапильна рослина. Ще в 30-х рр. минулого століття її вважали строгим самозапилювачем. Можливістьприродньої гібридизації припускалася лише в рідкісних випадках – в умовах сухого і жаркого клімату. Однак спостереженнями встановлено, що в умовах помірного клімату щорічно відбувається перехресне запилення комахами, які у великій кількості відвідують посіви сочевиці під час цвітіння.