Tem preferência por solos graníticos ou xistosos profundos e frescos, de vales e encostas com declive pouco acentuado.
Este carvalho, pouco tolerante ao frio invernal, escolhe locais com clima húmido, oceânico, onde não se faça sentir a secura estival.
Normalmente vive até aos 600 metros de altitude, podendo subir até aos 1000 metros.
Nos carvalhais de carvalho-alvarinho (Quercus robur L.) aparecem também outras árvores e arbustos como o pilriteiro (Crataegus monogyna Jacq.) e o azevinho (Ilex aquifolium L.).
A maioria destes bosques, muito produtivos, foram no passado transformados em pastos e cultivos.
Os carvalhais distribuem-se pelo Noroeste de Portugal, sendo as serras da Estrela e Lousã o seu limite Sul e as serras da Peneda, Amarela, Gerês, Cabreira, Marão, Montemuro e Caramulo o seu limite para leste. De forma pontual pode aparecer mais a sul, em locais onde a humidade o permita.
Sabia que o bugalho ou galha não é o fruto do carvalho?
Chama-se bugalho à galha que se apresenta como uma excrescência de forma arredondada que se forma em espécies de árvores do género Quercus (carvalhos, sobreiros e azinheiras) na sequência da picada e do depósito, num dos seus ramos, de um ovo de inseto (vespas dos géneros Andricus, Neuroterus, etc.).
A larva da vespa desenvolve-se e alimenta-se no interior do bugalho, onde passará por todas as fases da sua metamorfose até que seja ninfa de depois inseto adulto. Logo depois do início da sua formação o bugalho passa por um estado em que é muito parecido com uma maçã: nessa altura chama-se maçã-de-cuco.
O fruto do carvalho é a bolota.
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