Die Kleeblattminierfliege (Liriomyza trifolii) ist eine vergleichsweise kleine Fliegenart innerhalb der Familie der Minierfliegen (Agromyzidae). Die imaginalen Tiere erreichen typischerweise eine Körperlänge von knapp unter 2 mm, wobei Männchen eine Flügelänge von 1,2–1,7 mm und Weibchen von 1,5–1,9 mm aufweisen. Die Grundfärbung des Körpers ist überwiegend gelb mit charakteristischen dunkelbraunen oder grauen Partien an Abdomen und Thorax. Der Kopf präsentiert sich gelb gefärbt, wobei der Hinterkopf oberhalb des Foramens, der Ocellartuberkel, der Clypeus sowie der posterolaterale Rand der Frons braune Zeichnungen aufweisen. Das Mesonotum zeichnet sich durch eine charakteristische, matte, hellgraue Bereifung (Pruinosität) aus und besitzt einen vollständigen lateralen gelben Streifen. Das Scutellum ist gelb und zeigt an den Vorderecken jeweils einen braunen Fleck. Die Beine sind überwiegend gelb, jedoch können die Basis der Vorderhülsen, Teile der Schenkel sowie Tibien und Tarsen art- und geschlechtsspezifisch braun überzogen sein. Das Abdomen ist braun gefärbt, weist jedoch breit gelbe Seitenränder sowie gelbe Hinterränder der Tergite auf. Die transparenten Flügel besitzen eine Flügelspannweite von rund 1,25–1,90 mm und ein Geäder, welches der Unterfamilie Phytomyzinae ähnelt. Larven von Liriomyza trifolii sind beinlos, im Jugendstadium farblos bis klar und färben sich im Laufe ihrer Entwicklung gelb. Einzigartig ist, dass der Larvenkörper im Gegensatz zu vielen anderen Fliegenarten am Kopfende nicht verjüngt ist, sondern an beiden Enden eine gleichmäßige Dicke aufweist und posterior ein Paar Spirakel trägt. Die Larvenstadien lassen sich anhand der Körper- und Mundwerkzeuglängen unterscheiden, wobei das erste Instar eine mittlere Körperlänge von 0,39 mm und eine Mundwerkzeuglänge von 0,10 mm besitzt, während das dritte Instar durchschnittlich 1,99 mm beziehungsweise 0,25 mm misst. Das Puppenstadium zeigt ein anfänglich gelbes, im Alter dunkelbraunes Puparium, welches eine Länge von unter 2,3 mm und eine Breite von rund 0,75 mm erreicht. Die ovalen Eier sind etwa 1 mm lang sowie 0,2 mm breit, anfangs transparent und verfärben sich im Reifungsverlauf cremeweiß. Die Art unterscheidet sich von der sehr ähnlichen Liriomyza sativae vor allem durch das dunkle, matte Mesonotum und die spezifische Ausprägung der Kopf- und Thoraxfärbung.