Прорастание семян начинается при температуре 1-3 °С, оптимальная температура прорастания 18-20 °С. Всходы выдерживают заморозки до -6 °С. Зимой при хорошем снежном покрове растения переносят морозы до -30…-40 °С.
Самые устойчивые к отрицательным температурам сорта происходят из горных регионов и из областей с суровыми зимами. Зимостойкие сорта люцерны отличаются распластанной розеткой листьев, у менее зимостойких она прямостоячая, среднезимостойких — полуприподнятая. По морозостойкости люцерна превосходит клевер луговой.
