Zasięg buka obejmuje środkową i zachodnią Europę: południowa część Anglii i i Skandynawii, Półwysep Bałkański (bez środkowej i południowej Grecji), Półwysep Apeniński, Sycylia, Korsyka i północna Hiszpanię. Optimum siedliskowe: środkowej Francja, Niemcy, Jugosławia i Rumunia. Nie występuje na Nizinie Węgierskiej i w Alpach (z wyjątkiem pojedynczych okazów).
 

Przez Polskę przebiega wschodnia granica zasięgu buka zwyczajnego. Polska północno-wschodnia oraz znaczna część Polski środkowej leżą poza naturalnym zasięgiem buka. W południowej i południowo-zachodniej Polsce tworzy własne zbiorowiska (jest jednym z podstawowych drzew lasotwórczych), zwane buczyną [buczyna - Fagetum], silnie ocieniające podłoże. Występuje głównie na dobrej glebie (tzw. Buczyna żyzna) lub nieco uboższej (tzw. kwaśna). W górach (Karpaty) występuje w lasach regla dolnego. W Tatrach sięga do maksymalnej wysokości 1295m n.p.m.
 

Skrętoległe, spiczasto-jajowate, na brzegach faliste, czasami wierzchołek ząbkowany, u podstawy klinowate do zaokrąglonych; z wierzchu żywozielone, błyszczące, od spodu jaśniejsze; młode liście jedwabiście owłosione, na brzegach orzęsione, starsze prawie nagie.
 

Wzrost monopodialny. Pąki skrętoległe (1/2), duże, wrzecionowate, ostro zakończone, odstające od pędu, na krótkich trzonkach. Łuski liczne, szpiczaste, cieniowane. Pęd cienki, zygzakowaty, o regularnych międzywęźlach. Rdzeń mały, trójkątny, zielony, drewno jasnozielone. Kora brązowa, matowa, w górnej części i w węzłach szaro owłosiona.
 

Męskie z owłosionym okwiatem, zebrane w zwisające na długich szypułkach główkowate kwiatostany. Kwiaty żeńskie siedzące po 2, osłonięte srebrzysto owłosioną pokrywą, która później w miarę dojrzewania owoców drewnieje i brunatnieje, z kolczastymi wyrostkami na powierzchni. Kwitnie w maju.
 

Orzeszki (bukiew) trójkanciaste, w grubych okrywach, błyszczące, czerwonobrązowe, zebrane po 2-3 w kolczastej okrywie otwierającej się 4 regularnymi klapami. Owoce dojrzewają we wrześniu lub październiku. Zaczyna owocować na stanowiskach otwartych w wieku 40-50 lat, w zwarciu między 60-80 rokiem życia. Obficie owocuje co 5-8 lat.
 

Zrzucające liście, średnie lub duże drzewo, wysokości 40m. Charakterystyczna dla buka jest gładka, popielatoszara kora i najczęściej prosty pień. Korona regularna, kopulasta, u drzew rosnących samotnie bardzo szeroka, silnie ugałęziona, nisko schodząca.
Buk zwyczajny osiąga wiek do 350 lat, początkowo rośnie bardzo powoli. Obficie zasila glebę w ściółkę, humus stwarza idealne warunki dla rozwoju wielu gatunków grzybów. Drewno twarde, spoiste, czerwonobiałe, szeroko stosowane w meblarstwie, do produkcji parkietów itp. Jego wadą jest silne reagowanie na zmiany wilgotności. Drewno barwy różowawej, z rdzeniem fioletowym, nie zróżnicowane na biel i twardziel. Czasem w drewnie buka występuje fałszywa twardziel, o zabarwieniu czerwonobrunatnym.
 

Buk zwyczajny jest powszechnie uprawiany w lasach. Stanowi ważny element zadrzewień parkowych, często przydrożnych.  Wymaga żyznych i dostatecznie wilgotnych gleb. Dobrze toleruje gleby zawierające wapń, spotykany także na podłożu skalnym (ale niezbyt kwaśnym)  Buk zwyczajny jest wrażliwy na wiosenne przymrozki, które uszkadzają rozwijające się liście.
 

• 'Asplenifolia' odmiana o relatywnie wolnym wzroście w porównaniu do gatunku. Liście wąskie, zatokowo klapowane. Na końcach długopędów są wąskie, bez klap tylko pofalowane. Ze względu na wolny wzrost nadaje się do ogrodów przydomowych.
• 'Atropunicea' , syn. F. s. f. Atropurpurea Kirch., 'Purpurea' - odmiana czerwonolistna. Młode liście czarnopurpurowe później jaśniejące do purpurowoczerwonych. Odmiana ta znana jest od 1750r. Ponieważ często jest rozmnażana generatywnie nie zawsze zachowuje cechy charakterystyczne odmiany (jaśniejsze zabarwienie liści). (Podobnie jak Picea pungens cv. Glauca). Odmiana powinna być rozmnażana przez szczepienie egzemplarzy o najciemniejszej barwie (najlepiej przez ablaktacje). Jedna z najcenniejszych odmian purpurowolistnych wśród naszych drzew nadająca się głównie do nasadzeń parkowych ze względu na szybkość wzrostu nie odbiegającego od gatunku.
• 'Dawyck' – wysokie drzewo o stożkowej lub kolumnowej koronie. Osiąga wysokość 15 m, szerokość korony 3m. Jesienią liście przed opadnięciem zmieniają kolor na czerwonobrązowy. Liście ma zielone, błyszczące. Nadaje się do sadzenia jako drzewo samotne, w parkach, lub w alejach.
• 'Dawyck Gold' – drzewo wysokie (do 15 m), o stożkowej lub kolumnowej koronie (szerokość 3 m). Ma bardzo ozdobne liście – jako młode są są intensywnie żółte, później stopniowo zielenieją. Jesienią żółkną. Nadaje się do nasadzeń jako drzewo samotne, w parkach lub alejach.
• 'Dawyck Purple' - drzewo wysokie (do 15 m), o stożkowej lub kolumnowej koronie (szerokość 3 m). Ma bardzo ozdobne, błyszczące, ciemno-czerwone liście. Jesienią wybarwiają się na jasnobrązowo. Nadaje się do sadzenia jako drzewo samotne, w parkach, lub w alejach.
• 'Fastigiata' forma początkowa wąskowrzecionowata, w starszym wieku wąskostożkowata o konarach wyprostowanych, wyrastających równolegle do pnia.
• 'Laciniata' najprawdopodobniej forma zbliżona do odm. Asplenifolia o liściach mniej lub bardziej wcinanych, ale o szybszym wzroście (różnie opisywana przez różnych autorów).
• 'Pendula' - odmiana zwisająca. Pokrój drzewa 'płaczący', nadający się do większych ogrodów na naturalne "altany", choć równie często spotykane jako drzewo "cmentarne" (smutne ?).
• 'Purpureo-Pendula' - odm. podobna pokrojem do wyżej opisanej, ale nieco wolniej rosnąca o liściach ciemnopurpurowych. Podobnie do poprzedniej wymaga szczepienia na kilkuletnich siewkach "pod koronę" ewentualnie rozmnażania z sadzonek i wczesnego okrzesywania i sztucznego podtrzymywania przewodnika.
• 'Roseomarginata' : Młode liście ciemnopurpurowe, dojrzałe o brzegach różowych. Pokrój nie odbiega od gatunku. U nas chyba niespotykana.
• 'Tortuosa' syn. F. s. f. suentiliensis Schelle 1911 - chyba najciekawsza forma buka znana od początku XIX w., ale późno opisana jako forma botaniczna. U nas rozmnażana dopiero od kilkunastu lat, i prawdopodobnie starsze egzemplarze nie są znane. Charakteryzuje się bardzo wolnym wzrostem (w przeciwieństwie do gatunku) i silnie powyginanymi konarami, co nadaje starszym egzemplarzom bardzo romantyczny wygląd (patrz zdjęcia, pierwszy najstarszy egzemplarz mający 14 m wys. i rozpiętość korony niecałe 24 m przy wieku szacowanym na 200 lat z parku w Saksoni).
• 'Zlatia' pokrojem forma zbliżona do F. s. cv. Fastigiata, ale młode liście żółtozłote, w czasie pełnego rozwoju jasnozielone. Szybkość wzrostu umiarkowana. Po raz pierwszy znaleziona w Serbii, w 1892 sprowadzona do Berlina i rozmnażana przez szkółki von Spätha.