Der Hopfen-Klee ist in fast ganz Europa, in Teilen Afrikas und Asiens verbreitet. Er fehlt aber im norddeutschen Tiefland und in Regionen mit kalkfreiem bis kalkarmem Gestein. In Deutschland findet man ihn vor allem an Wegrändern, an Dämmen, an frischen Erdabbrüche, auf Äckern und in Gärten, Wiesen und Magerrasen. Im Gebirge steigt er bis in Höhen von 1.200m, in den Alpen teilweise bis auf 1.800m ü.NN auf. Früher wurde der Hopfenklee auch als Viehfutter angebaut. Durch verunreinigtes Saatgut ist der Hopfenklee fast weltweit verschleppt worden.
Der Hopfenklee wächst am besten auf warmen, mäßig trockenen bis frischen , kalkhaltigen, nährstoffhaltigen Lehmböden.
Der Hopfen-Klee ist ein ein- bis mehrjähriger, immergrüner Schmetterlingsblütler, der bis zu 30cm lange, neiderliegende oder aufsteigend wachsende Stängel bildet. Die Stängel haben einen kantigen Querschnitt. Der Hopf-Klee hat eine lange, spindelförmige Wurzel.
Die dreizähligen, wechselständig angeordneten Laubblätter setzen sich aus verkehrt-eiförmigen Fiedern zusammen. Die Blattspitze ist etwas ausgerandet, das unterscheidet ihn vom verwandten Zwerg-Klee Trifolium dubium.
Jeweils 10 bis maximal 50 kleine, hell-gelbe Blüten bilden eine nahezu kugelförmige Traube als Blütenstand. Die zwittrigen Blüten haben eine doppelte Blütenhülle. Die Blütezeit fällt je nach den örtlichen Milieubedingungen in die Monate Mai bis September, mancherorts reicht die Blütezeit sogar bis in den Oktober.
Die Bestäubung erfolgt vor allem durch Honigbienen, aber auch durch Wildbienen und verschiedene Zweiflügler. Selbstbestäubung ist aber ebenfalls möglich, dabei bilden sich aber weniger Früchte.
Wenn sich ein Insekt auf Nektarsuche auf der Blüte des Hopfen-Klees niederlässt, dann schnellen die Staubblätter explosionsartig aus dem Schiffchen der Blüte heraus und pressen sich gegen die Unterseite des Insektes. Die Pollen bleiben dabei am Buch hängen und werden so zur nächsten Blüte getragen.
Die nierenförmige Hülsenfrucht nimmt mit zunehmender Reife eine bräunlich-schwarze Farbe an.
Der Hopfen-Klee vermehrt sich vegetativ sowohl mit Hilfe von Adventiv-Sprossen, die sich an den Sprossen selbst und auch an den Wurzeln entwickeln.
Der Hopf-Klee kann – je nach den örtlichen Standortbedingungen – sehr formvariabel sein. So werden auf feuchten und gedüngten Böden die Blätter größer und die Stiele der Blüten länger. An trockenen Standorten können dagegen die Pflanzenstängel deutlich länger und dornenartig hart werden. Eine dieser Varietäten – Medicago lupulina var. glandulosa, die vor allem in Südwestdeutschland vorkommt, ist strak drüsig behaart.
Klee im Rasen, der sich schnell flächenartig im Rasen ausbreiten kann, stört eigentlich immer und sollte grundsätzlich bekämpft werden, bevor sich den größten Teil der Rasenfläche erobert hat. Klee im rasen zu bekämpfen ist prinzipiell nicht einfach, im Fall des Hopfen-Klees aber besonders schwierig. Denn im Gegensatz zu anderen Kleearten kommt man ihm durch einfaches Ausreißen oder vorbeugendes Vertikulieren und Aerifizieren nicht bei. Was langfristig hilft, ist