天麻喜凉爽湿润的环境，耐寒，怕高温。天麻无根，无叶绿素吸收和制造养分，必须依靠蜜环菌来提供。蜜环菌是一种兼性真菌，常寄生或腐生在树根及老树于的组织内。在6～8℃时开始生长，土壤湿度60％-80％、温度20℃时能正常生长，生长最适温度为20～26℃，28℃以上生长缓慢，32℃以上停止生长。天麻与蜜环菌是营养共生关系。蜜环菌菌索侵入天麻块茎的表皮组织，菌索顶端破裂，菌丝侵入皮层薄壁细胞，将表皮细胞分解吸收，菌丝继续向内部伸展，则菌丝反被天麻消化层细胞分解吸收，供天麻生长。

天麻在20～25℃生长最适宜，30℃以上生长受抑制。春季15厘米处地温达10℃以上时，天麻芽头开始萌动，并开始繁殖子麻。6～7月生长迅速，9月生长减慢，10月下旬地温下降到10℃以下时进入休眠。从种子到开花需4～5年。

天麻种子无胚乳，胚未分化，自身不能为萌发提供营养来源，在自然条件下，种子萌发除普通绿色植物所需的条件外，还需有真菌参加。自然条件下，种子在5月上旬10-20℃时萌动，但发芽率极低，一般为1％～10％，如将新采收的种子置低温(5℃)干燥和密闭贮藏条件贮藏180天，则仍可保持50％的发芽率。