Бук является основной лесообразующей породой европейских и кавказских лесов. Он чаще других широколиственных пород образует чистые древостои, а также входит в состав смешанных древостоев с темнохвойными и другими широколиственными породами, образуя в них второй ярус.
Если в центре своего ареала он не имеет конкурентов со стороны других древесных пород, то при приближении к его границам уступает свои позиции грабу, дубу, хвойным породам. По требованиям к почве бук относится к мезотрофам и даже мегатрофам, а по требованию к влаге — к мезофитам.
Чистые буковые леса требуют большего плодородия почвы нежели смешанные с другими породами, так как потребность в одних и тех же минеральных веществах у разных пород деревьев в разное время года неодинаковая.
Бук, являясь требовательной к плодородию почв древесной породой, в то же время обладает высокой теневыносливостью, а в молодом возрасте и значительным тенелюбием.
Как теневыносливая порода, бук имеет преимущество перед другими породами в возобновлении под пологом леса. В старых дубовых лесах создаются неблагоприятные условия для дубового подроста и это влечёт за собой смену дуба другими более теневыносливыми и лучше приспособленными к изменившимся условиям породами.
Буковые деревья определяют растительный покров в лесу, воздействуя на него не только непосредственно, но и через листовую подстилку, почву, создаваемый микроклимат. Решающим фактором видового состава букового леса, как и всякого другого, является корневая конкуренция. Некоторые растения связаны с определённым типом почвы, имеют узко-экологическую нишу и поэтому являются растениями-индикаторами.
В буковых лесах проживают до сотни видов различных птиц, перелётных и зимующих.