Distribution. Cette espèce est originaire du Canada, de l’est du Yukon et d’Inuvik, dans les Territoires du Nord-Ouest, à l’est de Terre-Neuve, et aussi au sud dans le nord-est des États-Unis jusqu’à Cranesville Swamp, dans le Maryland, et à l’ouest jusqu’au Minnesota. Il existe également une population disjointe dans le centre de l’Alaska. Il est très tolérant au froid, capable de survivre à des températures allant jusqu’à au moins -65°C (-85°F), et se trouve généralement à la limite des arbres arctiques, à la lisière de la toundra. Dans ces conditions climatiques rigoureuses, les arbres sont plus petits que plus au sud, et ne mesurent souvent que 5 m de haut. Le mélèze laricin peut tolérer un large éventail de conditions de sol, mais il pousse le plus souvent dans les marécages sur des sols organiques humides ou mouillés, comme la tourbe de sphaigne et la tourbe ligneuse. On trouve l’arbre sur des sols minéraux qui vont de l’argile lourde au sable grossier ; la texture ne semble donc pas être un facteur limitatif. Bien que le mélèze puisse bien pousser sur les sols calcaires, il n’est pas abondant dans les zones calcaires de l’est de l’Ontario.
Le mélèze est couramment un envahisseur précoce, et est généralement le premier arbre forestier à envahir les tourbières lacustres remplies. Dans les États lacustres, le mélèze peut apparaître en premier dans le tapis de carex, la sphaigne, ou pas avant le stade d’arbuste de tourbière. Plus au nord, il est l’arbre pionnier au stade de l’arbuste de tourbière. Le mélèze est assez bien adapté pour se reproduire avec succès sur les brûlis, il est donc l’un des pionniers courants sur les sites de la forêt boréale immédiatement après un incendie.