Climat de températures variées avec une constante d'humidité. Peu exigeant sur les sols à condition qu'ils soient bien drainés. On le trouve en montagne jusqu'à 1500 m.
Les sous-bois de hêtraie sont très sombres et très peu d'espèces végétales sont capables de survivre dans ce milieu où le soleil perce à grand peine. Le hêtre dans ses premières années a besoin d'ombre ; les jeunes sujets redoutent par-dessus tout un ensoleillement excessif. En forêt, dans une « coupe blanche », il germe et meurt de dessèchement. Sous les chênes au feuillage clairsemé, il croît très vite et les dépasse. Il les recouvre de son feuillage dense et les fait mourir par manque de lumière. Mais sur le plan commercial, le chêne est supérieur au hêtre, et les forestiers en assurent la survie en détruisant les jeunes fayards.
L'enracinement est puissant et peu profond (voire superficiel) et de grosses racines se répartissent dans toutes les directions.
Peu difficile quant à la nature du sol, le hêtre a pour exigences majeures : une atmosphère humide (des précipitations bien réparties tout au long de l'année ou des brouillards fréquents) et un sol bien drainé : il ne résiste pas à l'excès d'eau. Il préfère les sols peu fertiles, calcaires ou légèrement acides. Ainsi, le trouve-t-on plus volontiers à flanc de coteaux qu'au fond d'une cuvette argileuse. S'il est bien résistant aux froids rigoureux de l'hiver, le hêtre est particulièrement sensible aux gelées de printemps. Le rôle des mycorhizes dans la croissance du hêtre est considérable. Sans mycorhize, le hêtre ne pourrait vivre ni se développer normalement. Ce rôle est complexe et peut être ainsi schématisé : protection chimique et mécanique des racines contre les bactéries, élaboration de substances de croissance, amélioration dans d'alimentation en éléments minéraux et en eau de l'arbre. C'est la raison pour laquelle il est toujours conseillé lors d'un prélèvement ou d'un rempotage de conserver et réintégrer une part du substrat d'origine pour faciliter la reconstitution de cette flore mycorhizienne. Les partenaires fongiques du hêtre sont : les bolets, les lactaires, les amanites, les girolles, les cortinaires et les hébélomes.