多生长于海拔700-1600米的河流两岸、沟谷阴坡及冲积阶地上。适于高寒多风地区，耐寒、耐旱，喜湿润，但不抗涝；在缺少水份的岗顶及南向山坡，常常生长发育不良。
河北杨对干旱和低温适应能力强。且对生长期内较大的温差（日较差20℃以上）也有较强的适应性。河北杨在整个分布区内年平均气温3.4-10.5℃，极端最低气温-27.8℃（引种区可达-40℃至-30℃），极端最高气温40℃。
年降水量300-600毫米（引种区为50-200毫米），分布不均，夏季降雨占全年降雨的50-80%，蒸发强烈，一般为降雨的3倍以上，河北杨林地土壤含水量一般在2-16.3%，而以3-10%居多，在土壤含水量为5.1-12%河北杨可正常生长。中心分布区的吴旗、横山、定边、靖边一带，干燥度在1.5-2.0以上，在引种区气候更为恶劣，干燥度超过3.0，且在地下水位侍低干50米以下的沙丘上仍生长较好。河北杨对水分有一定要求，在年降水量400毫米左右方可稳定成林，在400毫米以下地区，只有水分条件较好时，才能正常生长。
河北杨是于草原和森林草原区的适生树种，对土壤要求不严，在各种土壤上都能生长，甚至能在红黏土和轻盐碱土、沙土上生长。据调查，土壤十分贫瘠，肥力低，速效氮在0.0003-0.0031%，速效磷0.0001-0.0055%，有机质低于0.5%，pH值7.5-8.5，河北杨亦能正常生长，表明河北杨是一个大陆性旱生发育型的寡养树种。在杨属树种中，河北杨生长速度居中，但在贫瘠干燥土壤条件下，生长快于青杨、小叶杨、合作杨、旱柳等树种。
