本属约18种，分布于北半球，在欧亚及北美均超越北回归线，达北纬63°～72°30＇，分布区的南线约北纬40°。但在中国经北部的恒山、五台山、吕梁山、秦岭至横断山、喜马拉雅山,可达北纬20°10＇。是北方和山地寒温带干燥寒冷气候条件下具有代表性的寒温性针叶林的主要树种之一。中国产10种，分布于黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、陕西、甘肃、新疆、西藏、四川及云南等省区。
落叶松属植物在早第三纪就已出现在欧亚大陆，到第四纪由于气温下降的影响，落叶松的分布范围逐渐扩大，后随冰后期气温的回升，其分布区逐渐向北退缩和向山地抬升，繁衍至今，形成目前的分布格局。在中国东北及华北平原（如呼玛、哈尔滨、饶河及北京等地）的晚更新世地层中也发现了落叶松的花粉与球果。
