Ekologia thumb|Widłak goździsty w luce drzewostanu liściastego Widłak ten jest światłolubny, toleruje półcień, rośnie na siedliskach świeżych do okresowo suchych, ubogich (oligo- do mezotroficznych), kwaśnych do słabo kwaśnych, bezwapiennych, na podłożu organicznym po piaszczyste lub kamieniste. Zasiedla wrzosowiska, borówczyska, obrzeża lasów i luki w drzewostanie, przydroża śródleśne, świetliste lasy i luźne bory sosnowe. Uznawany jest za gatunek charakterystyczny dla wrzosowisk i ubogich muraw bliźniczkowych klasy (Cl.) Nardo-Callunetea. W górach występuje po piętro kosodrzewiny (w Sudetach do 1300 m n.p.m., a w Tatrach do 1700 m n.p.m.).
Zarówno sporofity, jak i gametofity tego widłaka tworzą mikoryzę arbuskularną z grzybami kłębiakowymi Glomeromycota (rodzaj Glomus grupa A). W przypadku sporofitów relacja ma charakter symbiozy, a w przypadku gametofitów mykoheterotrofii.
Systematyka i zmienność Gatunek jest typowym dla rodzaju widłak Lycopodium.