Le hêtre atteint 30 m de hauteur, parfois 45 m, et 2 m de diamètre. Il dépasse rarement deux ou trois siècles. Il porte des bourgeons longs et pointus et des fruits trigones nutritifs, les faînes, consommées et transportées par de nombreux animaux. Les feuilles ovales entières, plutôt petites, sont bordées de soies quand elles sont jeunes. Elles prennent une belle couleur jaune à l'automne, demeurent marcescentes et cuivrées durant tout l'hiver sur les sujets jeunes ou vigoureux. Le tronc couvert d'une écorce lisse, grise et fine, a souvent l'apparence d'un cylindre parfait. La couronne est portée basse ou très haute, suivant l'ambiance lumineuse. Cette espèce sciaphile des vieilles forêts exige une lumière tamisée au stade de la plantule (20 à 40 % de lumière relative), optimisant son développement par un éclairement croissant au fur et à mesure qu'elle vieillit. Avec des racines peu profondes mais denses et ramifiées, c'est un grand consommateur d'eau, exigeant une bonne pluviosité (600 ou 750 mm/an minimum), surtout d'avril à septembre, pouvant être en partie compensée par des brouillards fréquents ou une hygrométrie élevée (optimum de 85 %). Il redoute les sols compacts ou engorgés. Planté ou cultivé, il se révèle surtout délicat en plaine, au sud de la Loire. Un sol poreux, même pierreux ou caillouteux, et une exposition froide aident alors à l'obtention d'un bilan hydrique positif.

Le hêtre est une sentinelle du changement climatique : il a besoin d'humidité estivale et de températures modérées.
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