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铁杉多产于云南东南部马关、麻栗坡，生于针阔叶混交林中。浙江昌化、安徽黄山、福建武夷山、江西武功山、湖南莽山、广东乳源、广西兴安、贵州中部都有分布。生长的海拔下限为600米，海拔上限为2100米。其分布区地跨中亚热带至北热带，气候温凉湿润，冬暖夏凉，雨量充沛，云雾重，湿度大。适宜土壤为肥沃的酸性乌色红黄壤。
在河南、陕西、甘肃、湖北、四川东北部及贵州等地多呈星散分布，在四川西部峨边、泸定、天全等地尚有较大面积的森林，常在海拔2000-3000米之间与云南铁杉、麦吊云杉、油麦吊云杉、冷杉组成针叶树混交林或成纯林；林木高大，尚多500龄以上的老树，为四川西部开发森林、生产木材的主要树种之一，亦是该地区今后森林更新和荒山造林的主要树种。模式标本采自四川城口
雄球花单生叶腋；雌球花单生侧枝顶端，直立，苞鳞大于珠鳞。球果圆柱形，直立，和长2-5.8厘米，直径1.2-2.5厘米；成熟时红褐色，种鳞革质，近斜方形，长0.9-2.2厘米，宽1.2-2.5厘米，先端宽圆，中部收缩，上部两侧突出，基部两侧耳状；苞鳞近匙形，先端尖，稍外露；种子三角状扁卵圆形，长4.8毫米，种翅较种子为长，上部宽，先端圆。