幾百萬年以前，這類森林幾乎擴展到整個北半球溫帶。更新世的冰川和干旱把它們分割成現在三個主要分布區：西歐、東亞和北美。在我國主要分布于華北地區。由于嚴酷的冰川作用，西歐落葉闊葉林的種類組成比較貧乏。
溫帶落葉闊葉林分布區，氣候四季分明，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。最熱月平均溫度13—23℃，最冷月平均溫度約-6℃。年降水量500—1000毫米。構成溫帶落葉闊葉林的主要樹種是櫟、山毛櫸、槭、梣、椴、樺等。它們具有比較寬薄的葉片，秋冬落葉，春夏長葉，故這類森林又叫做夏綠林。群落的垂直結構一般具有四個非常清楚的層次：喬木層、灌木層、草本層和苔蘚地衣層。藤本和附生植物極少。各層植物冬枯夏榮，季相變化十分鮮明。夏綠林中的消費者動物有鼠、松鼠、鹿、鳥類，以及狐、狼和熊等。
落葉闊葉林的生產力約2—5克/米2·天。目前，該類森林已殘留無幾，大部分地區為農業生態系統所代替。以產冬小麥、玉米、高粱、馬鈴薯、花生、棉和蘋果、桃、杏、梨、李、棗、柿、核桃等為主。溫帶落葉闊葉林地區也有針葉林分布，在我國多為油松林和側柏林。