התפרחות קרקפות ביצניות, כמעט כדוריות, קוטרן כ-1 ס"מ, נישאות על עוקצים המתארכים עם ההבשלה, בחיקי עלים או בראשי הגבעולים. צינור-הגביע דמוי-חרוט הפוך, קירח, או מקריח, מעורק, שיני הגביע זקופות, מרצעניות, קצותיהן מסגילים עם התבגרות הפרחים, השן התחתונה ארוכה ככפליים מארבע שיני הגביע האחרות. הכותרת פרפרנית, אורכה פי 1.5 לערך מאורך הגביע, צבעה ורדרד בזן הטיפוסי (var. echinatum), או קרם עם קצה ורוד עד ארגמני של הסירה בזן כרמלי ( var. carmeli). המפרש לשוני-מוארך, אורכו עד 1.5 ס"מ, בערך פי 1.5 מאורך הסירה והמשוטים. הקרקפות הפוריות כדוריות עד ביצניות, דחוסות, קיפודניות. הגביע הפורה מוקשה, אינו מעורק, חלק. לוע הגביע חסום ברובו בהתעבות טבעתית (קָלוֹז callose,) דו-שפתנית, המותירה חריץ צר, קירח, או ריסני, המתרחב ומתפשק עם גדילת הזרע בתרמיל. שיני הגביע ניצבות זקופות, מתפשקות רק לעתים-רחוקות, פלומתיות, מרצעניות-שיכיות ומקנות לקרקפת הפורה את מראה הקיפודני, שהקנה למין את שמו (חדוד, מלשון "חד", "בעל-חודים". גם השם המדעי, echinatum, מלטינית: "שיכני", "דמוי-קיפוד"). הגביעים הבשלים אינם ניתקים מציר התפרחת ונותרים בשלמותם כקרקפת אחודה, מעורים זה בחברו. הגביע הפורה מהווה תרמיל קרומי, ביצני, מסתיים בחוד, מכיל זרע אחד, צהבהב-חום.
תלתן חדוד נמנה עם קבוצת תלתנים לבני-תפרחת, כגון: תלתן אלכסנדרוני ותלתן בירותי ודומה במיוחד לתלתן ווילוב, אך הוא נבדל מהם בגביעים הבשלים החלקים-מקריחים ואשר אינם נפרדים זה מזה ונשארים אחוזים בציר התפרחת וכן בשיני הגביע הזקופות (במינים האחרים השיניים על-פי רוב מפושקות).
תלתן חדוד פורח באביב. זן כרמלי הינו המצוי יותר בישראל. העלים והקרקפות בזן זה גדולים יותר מאלו של הזן הטיפוסי, שהינו נדיר בארץ. שני הזנים גדלים לעתים באותו בית גידול וקיימים מעברים ביניהם. בית גידולם בתות, שדות בור ושולי שדות בגלילות מרכז הארץ וצפונה. תפוצתו העולמית של המין במזרח התיכון עד טורקיה, אירן ועירק ובאירופה.
תלתן חדוד תואר בשנת 1808 על-ידי חלוץ חקר הפלורה של רוסיה האימפריאלית והקווקז, הבוטנאי הגרמני ביברשטיין Baron Friedrich August Marschall von Bieberstein,1768-1826)). בשנת 1856 תיאר הבוטנאי השוויצרי, חוקר צמחיית המזרח התיכון, פייר אדמון בואסייה (Pierre Edmond Boissier, 1810-1885) את המין תלתן הכרמל (T. carmelii) וכך הובא במגדיר הצמחים העברי הראשון, ה"מגדיר לצמחי ארץ-ישראל", מאת א. איג, מ. זהרי ונ. פינברון, שיצא לאור בשנת תרצ"א (1931). בכרך השני של הפלורה פלסטינה שראה אור בשנת 1987, פסל מחברו, פרופ' מיכאל זהרי, את החלוקה לשני מינים נפרדים והשם תלתן הכרמל הוא כיום שם נרדף לזן כרמל של תלתן חדוד. זן זה תואר כבר בשנת 1889, על-ידי צמד הבוטנאים האיטלקיים גיבלי ובליGiuseppe Gibelli, 1831-1898; Carlo Saverio Belli, 1852-1919) ). השם העברי, "תִּלְתַּן חָדוּד" הובא לראשונה בפלורה פלסטינה ונכלל ברשימת שמות הצמחים הרשמית של האקדמיה ללשון העברית במילון לשמות צמחי ארץ-ישראל, תשס"ג (2003).
שמו המדעי של הסוג, ,Trifolium (מלטינית: tri - "שלשה", folium - "עלה", לאמור: "שלישיית עלים"), מאזכר את העלה המורכב מ-3 עלעלים וכך גם בעברית: תלתן, מ"תלת" - "שלושה".
השם תלתן נזכר במשנה (ראו משמאל: "הצמח במקורות"), אולם רוב המפרשים והחוקרים סבורים כי הכוונה לסוג אחר (גרגרנית). בספרו "שמות צמחי ארץ ישראל שנתחדשו או שנתבררו" (תרע"ז, 1917), שאל אפרים רובינוביץ' (הראובני, בוטנאי וחוקר צמחי ארץ-ישראל, אביו של נגה הראובני מייסד "נאות קדומים") את השם המשנאי לסוג Trifolium וקרא לו "תלתן-אספסת".
בסוג תלתן מוכרים כיום 245 מינים, 50 מהם נאספו בישראל.
כתב: דרור מלמד