大叶木莲生于海拔450-1500m的山地林中，沟谷两旁。

分布区属亚热带湿润季风气候，年平均气温16.8-17.8℃，≥10℃持续日数330天，活动积温5800℃左右，每年有霜。受沿滇东北、六诏山南下的寒潮影响较频繁，植物越冬条件稍差。干湿季虽然分明，但水湿条件良好，全年湿润，年降水量1000-1400mm，雨日约150-180天，雨季降水量占全年的80%，年平均相对湿度83-85%，水热系数2.0。灾害性天气也很少。光照较少是此区气候的缺点，实际日照时数仅为可照时数的30-34%。

此区是石灰岩高原区，当地分“石山”、“土山”两大类。以页岩、砂岩构成的“土山”区仅占总面积30%左右，大叶木莲生长在土山区，石灰岩山地无分布。分布区的土壤为在常绿阔叶林下发育的山地黄色砖壤性土，主要特点是地表具2-3cm厚的枯枝落叶层，表土层腐殖质含量高、酸性，土层深厚，草被根系发达，整个剖面从上到下由黑褐色逐渐过渡成深黄色，土壤质地也由壤土变为粘土，愈深愈粘重，氮、磷、钾含量高，土壤湿润，一般排水良好。

大叶木莲即生长在此条件下发育起来的常绿阔叶林中，森林生长茂盛，一般高度均达25米左右，为复层林，郁闭度大。组成树种繁多，植物种类十分丰富，在一个林分中多达100余科，以壳斗科、樟科、茶科、木兰科、五加科、安息香科、杜英科、金缕梅科、灰木科等为主。其中热带成分约占70%，反映出亚热带的过渡性质。林分优势种不明显，群落的垂直结构及水平结构均很复杂，树冠形态多种多样。乔木一般可划分为三层，林下阴暗潮湿，灌木草本层在原始林分内一般不发达，而一旦郁闭破坏，草被生长极快。群落的生活型组成以常绿阔叶大高位芽植物为主，叶片大小，则以中型为主，像大叶木莲这样大型叶树种很少，因此，在林中十分显著。这些常绿阔叶林，现多存在于山体上部，为当地水源林，并且多在林中种植草果。草果山需经疏伐，降低林分郁闭，使喜光的植物得以较多的发展，群落成分有较大变化。大叶木莲在草果山等受中度采伐破坏的林中，天然更新较好。