Ботаническое описание. Чечевица — растение однолетнее. Корень стержневой, длиной до 1 м, с большим количеством боковых корней и корешков. Стебель прямостоячий или полустелющийся, невысокий (10—50 см и более), четырехгранный, бороздчатый, сильно ветвистый, у основания окрашен антоцианом или не окрашен —зеленый. Листья черешковые, очередные, сложные, парноперистые (2—8 пар листочков), заканчиваются усиком, листочки цельнокрайние, овальные или линейные, мелкие. Прилистники полукопьевидные, цельно — крайние.
Цветонос имеет от одного до четырех цветков и заканчивается остью.
Цветок неправильной формы, состоит из 5 лепестков. Цветки мелкие (длиной 5—8 мм), разной окраски (белые, розовые, фиолетово-синие, чаще белые с фиолетово-синими жилками на парусе). Чашечка пятираздельная. Тычинок 10.
Плод — боб одногнездный, двухстворчатый, сплюснутый или слабовыпуклый, близкий к ромбической форме, 1—3-семянный, закапчивается клювиком. Семена сплюснутые (плоские) или выпуклые (почти шаровидные), крупные или мелкие (диаметр 2—9 мм). Окраска их разнообразная: желтая, зеленая, белая, коричневая, черная. Оболочка семени однотонноокрашенная или с рисунком. Семядоли желтые, зеленые, оранжевые. Семенной рубчик линейный. Вес 1000 семян колеблется от 10 до 99 г.
Биологические особенности. Продолжительность вегетационного периода у районированных в СССР сортов чечевицы, по данным государственных сортоучастков, в среднем составляет 75—95 дней. В зависимости от условий погоды она колеблется от 75 до 110 дней и более.
Семена чечевицы начинают прорастать при температуре 3—4°С. Весенние заморозки она переносит легко. На Петровской селекционно-опытной станции за 63 года ее существования ни разу не наблюдалось гибели растений чечевицы от заморозков, доходивших в отдельные годы до —8—12,6°С. Там же была отмечена разница между сортами чечевицы по степени устойчивости их к заморозкам.
Чечевица — культура среднезасухоустойчивая. Почвенную засуху до цветения она переносит хуже, чем в период цветение — созревание. Продолжительные суховеи во время налива и созревания семян резко снижают урожай. Крупносеменная чечевица более чувствительна к засухе и суховеям, чем мелкосеменная. Растения чечевицы отзывчивы на выпадение осадков после засухи, они начинают вторично цвести, образовывать плоды, чем иногда н сглаживается вредное действие засухи. При избытке влаги резко увеличивается вегетационный период, затягивается созревание.
Цветение. Чечевица имеет растянутый и продолжительный период цветения, примерно 1/2—2/3 вегетационного периода. Максимальное образование цветков совпадает с периодом интенсивного роста растений, а на боковых ветвях они образуются почти до конца вегетации. В пределах растения цветение, как правило, начинается с нижних ветвей и постепенно распространяется вверх. На отдельной ветви начинают цвести нижние цветки, а затем средние и верхние. В соцветии (кисти) первым зацветает нижний цветок. Отдельная ветвь цветет 9—15 дней.
Первые цветки открываются рано — в 4—5 ч утра, основное их число цветет в 8—10 ч, в течение второй половины дня наблюдается лишь единичное цветение. Цветок цветет сутки, но в засушливую погоду он отцветает за 10—12 ч, а в дождливую цветение затягивается на 2—3 дня. Рыльце и пыльники созревают очень рано — в фазе окрашенного бутона. В распустившихся цветках опыление уже произошло. Пыльца ярко-желтого цвета.
Чечевица — самоопыляющееся растение. Еще в тридцатых годах ее считали строгим самоопылителем. Возможность естественной гибридизации допускалась лишь в редких случаях, в условиях сухого и жаркого климата. Однако наблюдениями на Петровской селекционно-опытной станции установлено, что и в условиях умеренного климата ежегодно происходит перекрестное опыление при помощи насекомых, которые в большом количестве посещают чечевицу во время цветения.