柴胡适应性较强，喜温暖湿润气候，耐寒、耐旱，但忌水涝。对土壤要求不严格，在肥沃、疏松、排水良好的砂质壤土、壤土或腐殖质土中生长良好。在过于黏重或低洼积水的土壤中，柴胡生长不良，易发生根腐病等病害。
柴胡多生长于山坡、草地、林缘、灌丛及沟边等环境。在山区，常能在向阳的山坡上发现柴胡的踪迹，其与其他草本植物和灌木共同构成了丰富的山地植被群落。柴胡具有一定的耐荫性，在林缘和稀疏的林下也能正常生长。但在过于郁闭的森林环境中，由于光照不足，柴胡生长会受到抑制。
在我国，柴胡分布广泛。东北地区的黑龙江、吉林、辽宁等地，气候较为寒冷，柴胡主要生长在山区的草地和林缘。其中，北柴胡在该地区分布较为普遍，其适应了寒冷的气候条件，能够在冬季低温环境下安全越冬。华北地区的北京、天津、河北、山西、内蒙古等地，柴胡资源丰富。在河北的太行山区和燕山山区，柴胡生长在山坡草地和灌丛中，是当地常见的野生药用植物。在山西的吕梁山区，柴胡的分布面积较大，种类也较为多样，狭叶柴胡和北柴胡都有分布。
西北地区的陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等地，由于地形复杂，气候多样，为柴胡的生长提供了丰富的生态环境。在陕西的秦岭山区，柴胡生长在海拔较高的山地草甸和林下，这里的柴胡品质优良，药效显着。甘肃的陇南山地和祁连山地区，柴胡分布广泛，是当地重要的中药材资源。在新疆，柴胡主要分布在天山山脉和阿尔泰山脉的山地草原和灌丛中，适应了干旱和半干旱的气候条件。
华东地区的山东、江苏、安徽、浙江、福建、江西等地，柴胡多生长在低山丘陵和山坡草地。在山东的泰山、崂山等山区，柴胡是常见的野生植物，其生长环境较为多样，从山坡到山谷都有分布。在浙江的天目山、雁荡山等地，柴胡生长在林下和林缘，与其他植物共同构成了独特的生态景观。
华中地区的河南、湖北、湖南等地，柴胡生长在山地、丘陵和平原的草地、林缘及灌丛中。在河南的伏牛山、太行山等山区，柴胡资源丰富，是当地中药材产业的重要组成部分。湖北的神农架地区，由于其独特的生态环境，柴胡种类繁多，是研究柴胡生态和分类的重要区域。
西南地区的四川、贵州、云南、西藏等地，地形复杂，气候垂直变化明显，柴胡分布在不同海拔的山地环境中。在四川的川西高原和盆地周边山区，柴胡生长在海拔较高的草甸和灌丛中，适应了高原寒冷和湿润的气候条件。贵州的梵净山、雷公山等地，柴胡生长在山地林下和林缘，为当地的中医药产业提供了丰富的资源。在云南，由于其复杂的地理环境和多样的气候，柴胡种类丰富，分布广泛，从低海拔的河谷到高海拔的山地都有柴胡生长。西藏的东南部地区，柴胡生长在山地草甸和灌丛中，是当地重要的药用植物资源之一。