惟有耐寒的針葉樹和幾種闊葉樹，才可以在北方林地那種經常天寒地凍的氣候惡劣環境中生存。
在北極以南約2000英裏的地方，沒有在凍原上生長的那些苔蘚和地農，但有叢生的矮落葉鬆、雲杉、樺本和矮柳散布其間。這些樹木就是針葉樹林地帶北麵邊緣上的植物。這個地帶的北部位於北極圈內，冬季既長且冷，夏季則非常短暫。較南的地方夏天可能很熱，但冬天氣溫依然會降到攝氏零下40度。整個地區的降水量很少。隻有針葉樹和幾種闊葉樹，才能在這種環境生存。
針葉樹林北邊界限頗分明，南邊則不然，那裏有個廣闊的過渡帶，針葉樹和闊葉的落葉樹混雜生長。凡有暖洋流調節冬季氣候的地方，闊葉樹的落葉樹林就直向北伸入針葉樹林區內；而在落葉林帶的山區裏，因為高處的氣候跟較北地區相似，所以也有一片片茂盛的針葉樹林生長。
因此，針葉樹林也散布於西班牙的比裏牛斯山、日本及其他南方地區。雖有這種地理上不連貫的現象，北方針葉樹林仍可算是個獨特的生物區。
無數湖沼遍布北方的針葉樹林區。10000年前，覆蓋地麵厚達數千尺的冰原造成無數窪地，後來形成湖沼。當地的地形經上次冰期削鑿後，很少再受水流侵食。當地的水多靜止不流，還因空氣寒冷而絕少蒸發。結果，融水及僅有的微量雨水被迫下滲，形成一片永久不變的清水土壤。
土中生物稀少。蚯蚓不能在又冷又濕的環境生活，加上細菌活動速度緩慢，因此落葉和其他已枯萎的植物腐爛得很慢。它們不會與泥土混合，卻留在表麵形成一層泥炭土。土壤水帶酸性，向下滲透時，帶著寶貴的礦物質和養料滲下去，留下的貧瘠表土積為灰壤。有時候，濾出來的物質在底土中凝結成一層堅硬的物質，積為鐵蓋。這樣就進一步阻礙水的下滲，使本來浸透了水的土壤更加潮濕鬆軟，同時使水分漸漸集中於更近地麵的淺處。
植物的腐爛多半由真菌促成。真菌在枯死的植物物質上滋生，菌係像交結而成的線網，穿過枯枝落葉層和土壤的上層四處蔓延。在一立方英尺滿蠱針葉的土壤中，可能有2000英裏長的真菌網線。秋季裏，這些菌係網便把子寶體（含孢子的菌傘）推出地麵。
北方的樹林中，由於有充足陽光和水分供植物生長的和暖季節非常短促，落葉的闊葉樹多半無法繁殖。短暫的夏天裏，也無法完全補充隨落葉而失去的養料。同時，酸性土壤水在春天未到，樹木還未能通過根係吸取之時，就已把腐葉化成的養料大部分都濾去了。
另一方麵，針葉樹卻能適應這種又幹燥又寒冷的環境。針葉樹不像落葉的闊葉樹那樣要在秋季把葉落光，整個冬季都保留本身的針葉，使珍貴的養料不會隨落葉喪失，到初春時又可以立刻開始生長。針狀葉的表皮很厚，所以在結霜或天旱時能盡量減少因蒸發而喪失的水分。針葉樹所產的樹脂，也助長生機。如果樹枝因冰雪的壓力太大而折斷，就流出樹脂封住斷麵，致病的細菌或真菌不能乘虛而入。西伯利亞是針葉樹林地帶中最寒冷的地區之一，而且區內的風既幹燥又易使水分蒸發。這裏生長的樹木，以落葉鬆（一種落葉的針葉樹）為主。一般的針葉樹，即使樹上的針葉能抵受冬季的嚴寒，也無法補充被寒風自針葉中帶走的水分。落葉鬆卻能在極端惡劣的環境中，落葉休眠，以保生機。