W północnej Europie występuje w niskich położeniach do 650 m, im dalej ku południu tym rośnie wyżej. Optimum rozwoju buczyn w Karpatach przypada na górną część regla dolnego, tj. około 800–1150 m n.p.m. (w Tatrach buk dochodzi maksymalnie do 1250 m). W Alpach występuje na 1540 m, na Etnie sięga do 1880 m. Zajmuje siedliska lasu świeżego, mieszanego i wilgotnego. Na Pomorzu Zachodnim jest głównym składnikiem niektórych kompleksów leśnych (np. Puszcza Bukowa pod Szczecinem).
Fitosocjologia Tworzy buczyny (Fagion sylvaticae), w których dominuje, rośnie też licznie w grądach (Carpinion), mniej licznie w łęgach i dąbrowach. W klasyfikacji zbiorowisk roślinnych gatunek charakterystyczny dla All. Fagion sylvaticae. Według obowiązującej klasyfikacji można wyróżnić dwa taksony fitosocjologiczne, buczynę karpacką (Fagetum carpaticum) oraz buczynę pomorską (Melico-Fagetum).
Genetyka Liczba chromosomów: 2n = 24.
Nazewnictwo Nazwa buk pochodzi od anglosaskiego boc oraz starogermańskiego Buche, stąd m.in. angielskie słowo book, oznaczające książkę.