在苜蓿的干物質中，粗蛋白質含量高達18％～24．8％，蛋白質含有20種以上的氨基酸，包括人和動物的全部必需氨基酸，以及一些稀有氨基酸（瓜氨酸、刀豆氨酸等），其中賴氨酸的含量為1．06％~ 1．38％。苜蓿還含有大量可反芻家畜利用的非蛋白氮（游離氨基酸、肽、酚胺、嘌呤和生物堿等），約占苜蓿總氮量的33％。非蛋白氮對非反芻家畜利用價值不高，但能被奶牛瘤胃中的瘤胃微生物所很好利用，青貯后的苜蓿有大量蛋白質水解為氨基酸，其非蛋白氮含量可高達50％以上。苜蓿草葉蛋白中各類氨基酸含量接近動物性蛋白，賴氨酸、色氨酸等氨基酸模式合理，組成比例較為均衡，其營養價值和飼養效果均與魚粉相當，并高于人豆餅、花生餅等，具有明顯的增加奶牛體重和奶產量，改善奶產品的品質，降低飼料消耗率，提高飼料的轉化率等良好的飼養效果，是一種可以再生的良好植物蛋白來源。苜蓿和尿素相結合可替代奶牛日糧中的大豆粕。用苜蓿干草飼喂奶牛，能顯著增強瘤胃微生物合成蛋白質的能力，提高乳牛的奶產量和泌乳的持久性，降低牛奶的乳脂率。這是因為苜蓿草產品可平衡反芻家畜的各種氨基酸，并提供維生素和高品質纖維素，使瘤胃蛋白含量達到總蛋白質的58％～60％，從而大大提高苜蓿蛋白質利用效率的結果。上海光明集團生產實踐表明，用苜蓿草產品飼養奶牛能增強奶牛的抗病能力和免疫力，可顯著提高產奶量和繁殖能力。
此外苜蓿草中還含有豐富的維生素和礦物質，是奶牛最安全、最經濟的粗蛋白綠色飼料