我們今天所見到的包括森林在內的植被分布，隻是植被分布史上的一個小片段。古生態學及植物地理學等學科的研究發現，自後古生代森林形成以來，森林植被及其分布格局始終處於動態變化之中，特別是距今一萬兩千年來，植被發生了巨大的變化。植被的曆史變遷有時是突然發生的，更多的則是隨著時間的推移而逐步進行著的。無論是哪一種變化都是氣候與地史變遷的集中反映，同時提示我們隨著環境的演變，將來的森林也會發生相應的變化。
靜態地看，森林分布則是森林植物區係對特定地區環境條件的綜合反應，是二者長期相互適應的結果。也就是說，某一地帶的森林類型或植被類型是與環境，主要是與氣候密切相關的。氣候條件對植被發生直接的影響，並通過土壤發生間接影響。土壤與植被的關係相當密切，可以把它們看做統一體，它們的性質依賴於氣候、母岩對土壤發生影響，而植物區係則對植被發生作用。
森林群落的演化與演替是兩個完全不同的概念。“演化”指的是森林植物群落的曆史進化過程。現有一切森林植物群落類型都是自然界長期曆史進化發展的產物，是在長期的演化過程中逐漸形成的。森林分布是地理曆史變遷與森林植物群落演化的結果。
森林植物群落的演化，一般通過吸收式演化和分化式演化兩種途徑實現。所謂吸收式演化途徑實際上是新群落型在各個加入者的接觸點上的形成過程。該過程從加入的新群落中獲得的森林植物種及其複合體，在形成新群落的時候，由於擴大了對改變了的生態環境的適應性而獲得進一步演化的新動力。幾個不同森林植物群落的接觸，往往造成在演化上年輕的群落出現。分化式演化途徑與吸收式演化途徑相反，是一個群落型分化成幾個衍生群落類型的過程。通常都是一個包含多個優勢喬木種的非常複雜的大群聚，分化成幾個由一個或少數幾個喬木種占優勢的群叢。
兩種演化過程經常結合在一起。多優勢種的原始植被類型以及它們的分化產物，都受到周圍植被類型的影響，後者在一定程度上都起著加入者的作用。
森林植物群落演化的推動力主要來自於地質變遷和氣候變化。
現代森林的祖先是希列亞群落，最早出現在大約3．45億年前的石炭紀，以裸子植物和古羊齒植物為主構成。二疊紀結束時，海底擴張，原始古大陸開始分離，亞歐大陸南緣形成古地中海，巨大的造山運動發生，氣候也發生了從溫暖到寒冷的劇烈變化，古羊齒植物滅絕，隻保留了裸子植物，並在大約2．25億年前的三疊紀時期形成了大麵積的古針葉林。此後，從侏羅紀到白堊紀，地球表麵的氣候持續變暖，被子植物迅速發展，並以其高度的可塑性及多樣的生活型形成垂直分化複雜的多層結構的森林植物群落。它們就是現代森林植物群落的主要組成者。
從白堊紀到新生代第三紀，地球上又一次出現大規模的造山運動，現代的最大山係都是在這個時期形成的。地球上的氣候也進一步發生改變，表現為熱帶和亞熱帶氣候範圍不斷擴張。植被帶也相應地發生著變化。地球上出現了兩個外貌不同的植被帶：一個是溫暖潮濕氣候條件下的常綠林帶，另一個是雨量適中並有季節交替的氣候條件下的落葉林帶。
大約200～300萬年前，第四紀冰川運動開始。冰川時進時退。進時氣候變冷，退時氣候轉暖。喜溫森林的樹種組成受到明顯影響，出現了大量的針葉樹種和狹葉樹種，寒溫帶針葉林就是在這個時期形成的。典型的闊葉樹種退向南方，並在森林帶的南緣形成森林草原。受第四紀冰川運動的影響，第三紀早期形成的典型森林樹種從歐洲大陸銷聲匿跡，在少數受冰川影響較小的地區作為孑遺樹種留存下來，使這些地區，包括我國西南山地、日本、東南亞、墨西哥北部及美國東南和西南的部分地區的森林植物群落具有溫帶、熱帶和亞熱帶過渡的特點。