Buk lesní je král stromů, pouze tento druh má optimum růstové (maximální rozměry jedince, maximální produkce biomasy) shodné s optimem rozšíření (vysoká konkurenceschopnost, z které vyplývá až 100 % podíl porostotvorných stromů v biocenóze). Prosperuje na optimálně vlhkých, dobře provzdušněných, humózních a minerálně bohatých půdách. Jeho konkurenceschopnost směrem k půdám těžkým (neprovzdušněným), vysýchavým nebo kyselým rychle klesá, a zde se ve větší míře uplatňují jiné dřeviny (jedle).
Listy nasazuje poměrně pozdě (je citlivý k pozdním mrazům), vyžaduje vegetační dobu alespoň 5 měsíců. Buky rostoucí vtroušeně ve smrčinách vyšších poloh s kratší vegetační dobou jsou neplodné, přirozené udržování této příměsi je závislé na přísunu semen z bučin rostoucích níže. Semena roznášejí hlodavci a ptáci, zejména sojky. Semena vypadávají před opadem listů, klíčí pouze ve tmě, zapadlé v hrabance nebo v mechu. Semenáčky vzcházejí pod mateřským porostem nebo i vedle mateřského porostu, v pásu ovlivněném stíněním lesa. Buky hromadně plodí vždy po několika letech, tím je udržována početnost specializovaných konzumentů semen (i semenáčků) na nízké úrovni určované neplodnými roky.
V rozsáhlých bučinách semenáčky dobře odrůstají okusu zvěře, v malých porostech (rezervacích obklopených kulturními smrčinami) často zvěř blokuje přirozený vývoj lesa. Mufloni několikaleté stromky vytrhávají a požírají, jelenovití je pouze okusují.
Zvláštní adaptací buku je tvorba vysoké vrstvy opadanky. Opadané listy buku se pomalu rozkládají, obsahují látky brzdící rozvoj plísní a část listů opadává až na jaře, čímž je rovněž prodlužována doba jejich rozkladu. Hluboká nastýlka je příznivější pro klíčení semen buku, oproti jiným menším semenům. Jarní opad listů rovněž zajišťuje stínění půdy a tlumení růstu bylin vegetujících v předjaří. Dalším „opatřením“ proti konkurenci jiných rostlin je, že velký podíl srážkové vody je sváděn po hladkých kmenech přímo do půdy a v důsledku toho povrchové vrstvy hrabanky více vysychají. Rytí prasat divokých nebo i domácích (pastva bagounů) v bukové hrabance způsobuje příznivější podmínky pro uchycení jiných rostlin, zejména jedle bělokoré.
Dynamika bukových porostů je popisována jako příklad malého vývojového cyklu lesa. Fáze zmlazení, dorůstání, zralosti, rozpadu a přežívání jsou dobře diferencované a vyvíjejí se na větších plochách (ary až hektary). Přirozené odbočky vývoje lesa k přechodně nelesním biocenózám však nejsou zvláštností.
Buk je dominantní dřevinou v biotopech (Katalog biotopů ČR):
L5.1 – květnaté bučiny,
L5.2 – horské klenové bučiny,
L5.3 – vápnomilné bučiny,
L5.4 - acidofilní bučiny a tvoří významnější příměs v biotopech
L3.3 – karpatské dubohabřiny,
L3.4 - panonské dubohabřiny a
L4 – suťové lesy.
