黑核桃为温带落叶阔叶树种，其自然分布于美国的东部和中西部地区，分布区沈阳市涵盖24个州(30 N～40 N和75 E～100 E)，4～8个气候区。因此形成了多种生态类型，既能分布在生长季为140 d，1月最低气温达-6～-31℃的寒冷地带，也能生长在生长季长达280 d的南部地区。黑核桃自然分布区内的年降水量，从北部内布拉斯加州的635 mm到南部阿巴拉契亚山脉1 778 mm；分布区东南部为1 000 mm，西南和中北为580 mm［2，3］。
黑核桃的自然分布区主要属于北美森林植物带的中部阔叶林区，具大陆性气候特点，年均温8～13℃，年降水量762～1143 mm，纬度地带性和经度地带性均明显，夏末可能有4～6周的干旱期。林区内的自然地理区域包括内陆低高原、中央低地、奥克萨高原和威斯康星州的无冰碛地区。土壤盐基饱和度处于中高水平，风化层厚度100～130 cm，粘土层厚度30 cm，密西西比河与密苏里河邻近的土壤母质为黄土，内陆低高原为残积土，大多数为淋溶土［4，5］。
黑核核桃为生长速度中等的落叶乔木，树高可达40 m以上；花期随分布区由南向北从4月至6月，雌雄同株异花，1 a生枝顶端结果，并以树冠外围结果为主。因此，增加树冠表面积或提高新枝数量，可增加潜在成花部位。实生黑核桃6～8a开始结果，20～30a进入盛果期，结果年龄在100 a以上；嫁接树2～3 a即可挂果，坚果的出仁率一般在20%～30%，优良品种可达38%；黑核桃的成材期为40～100 a［6，7，8］。
黑核桃是一个不耐阴树种，如将耐阴性分为5级(极耐阴、耐阴、中等耐阴、不耐阴、极不耐阴)，黑核桃属于第4级的不耐阴树种；但它比颤杨、三角叶杨、刺槐要耐阴。黑核桃与其分布区内的树种比较，属于耐旱树种；在耐渍方面，属于弱度耐渍树种；其耐渍性低于洋白蜡和悬铃木。黑核桃的枝、叶、根部分泌核桃醌，这类物质对与其混生的乔灌木和草本植物都有毒害作用，但大豆的耐受力较强；羊茅不怕核桃醌的毒害［9，10］。黑核桃可在pH 4.6～8.2的各种土壤上生长，但以中性-微碱性土壤生长最好。在土层深厚(＞100 cm)，排水良好，中等湿润、肥沃的土壤上生长最好。黑核桃不适于在有厚的粘质间层和土层浅薄土壤上生长［6，11，12］。怕早晚霜危害，尤其是幼树，容易引起抽梢条。
