惟有耐寒的针叶树和几种阔叶树，才可以在北方林地那种经常天寒地冻的气候恶劣环境中生存。
在北极以南约2000英里的地方，没有在冻原上生长的那些苔藓和地农，但有丛生的矮落叶松、云杉、桦本和矮柳散布其间。这些树木就是针叶树林地带北面边缘上的植物。这个地带的北部位于北极圈内，冬季既长且冷，夏季则非常短暂。较南的地方夏天可能很热，但冬天气温依然会降到摄氏零下40度。整个地区的降水量很少。只有针叶树和几种阔叶树，才能在这种环境生存。
针叶树林北边界限颇分明，南边则不然，那里有个广阔的过渡带，针叶树和阔叶的落叶树混杂生长。凡有暖洋流调节冬季气候的地方，阔叶树的落叶树林就直向北伸入针叶树林区内；而在落叶林带的山区里，因为高处的气候跟较北地区相似，所以也有一片片茂盛的针叶树林生长。
因此，针叶树林也散布于西班牙的比里牛斯山、日本及其他南方地区。虽有这种地理上不连贯的现象，北方针叶树林仍可算是个独特的生物区。
无数湖沼遍布北方的针叶树林区。10000年前，覆盖地面厚达数千尺的冰原造成无数洼地，后来形成湖沼。当地的地形经上次冰期削凿后，很少再受水流侵食。当地的水多静止不流，还因空气寒冷而绝少蒸发。结果，融水及仅有的微量雨水被迫下渗，形成一片永久不变的清水土壤。
土中生物稀少。蚯蚓不能在又冷又湿的环境生活，加上细菌活动速度缓慢，因此落叶和其他已枯萎的植物腐烂得很慢。它们不会与泥土混合，却留在表面形成一层泥炭土。土壤水带酸性，向下渗透时，带着宝贵的矿物质和养料渗下去，留下的贫瘠表土积为灰壤。有时候，滤出来的物质在底土中凝结成一层坚硬的物质，积为铁盖。这样就进一步阻碍水的下渗，使本来浸透了水的土壤更加潮湿松软，同时使水分渐渐集中于更近地面的浅处。
植物的腐烂多半由真菌促成。真菌在枯死的植物物质上滋生，菌系像交结而成的线网，穿过枯枝落叶层和土壤的上层四处蔓延。在一立方英尺满蛊针叶的土壤中，可能有2000英里长的真菌网线。秋季里，这些菌系网便把子宝体（含孢子的菌伞）推出地面。
北方的树林中，由于有充足阳光和水分供植物生长的和暖季节非常短促，落叶的阔叶树多半无法繁殖。短暂的夏天里，也无法完全补充随落叶而失去的养料。同时，酸性土壤水在春天未到，树木还未能通过根系吸取之时，就已把腐叶化成的养料大部分都滤去了。
另一方面，针叶树却能适应这种又干燥又寒冷的环境。针叶树不像落叶的阔叶树那样要在秋季把叶落光，整个冬季都保留本身的针叶，使珍贵的养料不会随落叶丧失，到初春时又可以立刻开始生长。针状叶的表皮很厚，所以在结霜或天旱时能尽量减少因蒸发而丧失的水分。针叶树所产的树脂，也助长生机。如果树枝因冰雪的压力太大而折断，就流出树脂封住断面，致病的细菌或真菌不能乘虚而入。西伯利亚是针叶树林地带中最寒冷的地区之一，而且区内的风既干燥又易使水分蒸发。这里生长的树木，以落叶松（一种落叶的针叶树）为主。一般的针叶树，即使树上的针叶能抵受冬季的严寒，也无法补充被寒风自针叶中带走的水分。落叶松却能在极端恶劣的环境中，落叶休眠，以保生机。