Embora sua distribuição seja bastante irregular, as orquídeas são encontradas praticamente em todas as regiões do planeta, com exceção da Antártida. Devido a grande distribuição geográfica, é natural que um grupo tão diverso também apresente adaptações aos mais diferentes climas, bem como a multiplicidade dos agentes polinizadores presentes em cada região. Trata-se de uma família em ativo ciclo evolutivo e seus gêneros mais próximos cruzam-se com certa facilidade na natureza, desafiando o antigo conceito botânico em que uma espécie é formada por todos os indivíduos capazes de cruzar com a produção de descendentes férteis

A predominância das espécies ocorre nas regiões tropicais, notavelmente nas áreas montanhosas, que representam barreiras naturais e isolam as diversas populações de plantas. Algumas áreas principais são as ilhas e a área continental do sudeste asiático e a região das montanhas da Colômbia e Equador onde se pode encontrar um grande número de espécies, devido ao isolamento das espécies pelas diversas ilhas ou separadas pelas cadeias de montanhas, ocasionando elevado número de endemismos. O terceiro local em diversidade possivelmente é a mata Atlântica brasileira com mais de mil e quinhentas espécies.

Outras áreas importantes são as montanhas ao sul da Himalaia na Índia e China, as montanhas da América Central e o sudeste africano, notadamente a ilha de Madagascar.
O Equador é o país onde existe o maior número de espécies registradas, chegando ao número de 3 549, imediatamente seguido pela Colômbia, com 2 723, Nova Guiné, com 2 717, e Brasil, que totaliza 2 590.

Entre outros, Borney, Sumatra, Madagascar, Venezuela e Costa Rica, são países com elevado número de espécies.
Podemos dividir de maneira grosseira a presença de orquídeas pelos continentes do seguinte modo:
- Eurásia – entre 40 e 60 gêneros
- América do Norte – entre 20 e 30 gêneros
- América Latina e Caribe – entre 300 e 350 gêneros
- África tropical – entre 125 e 150 gêneros
- Ásia tropical – entre 250 e 300 gêneros
- Oceania – entre 50 e 70 gêneros

Os tipos de orquídeas que predominam em cada uma dessas áreas também são muito variáveis. Nas regiões tropicais úmidas, onde a luz e a umidade são abundantes, porém a competição com espécies arbóreas é muito forte, as orquídeas assumem um hábito predominantemente epifítico.

Em busca de luz sob a sombra de árvores de mais de até 40 metros de altura, estas ervas crescem sobre os galhos e troncos, a alturas variadas de acordo com as necessidades de cada espécie. Suas raízes, expostas ao ar, obtêm a maior parte dos nutrientes do material em decomposição ao seu redor, da água da chuva que lava as folhas das árvores no alto, ou da poeira existente no ar. Entremeado ao velame, existe um fungo chamado Micorriza que auxilia na decomposição de matéria orgânica e na transformação desta em sais minerais, para facilitar sua absorção. Em casos extremos de umidade, as orquídeas podem absorver a água e os nutrientes pelos poros em suas folhas, relegando as raízes apenas a função de sustentar a planta sobre o substrato. Nenhuma orquídea assume a função de parasita, ou seja, sua presença não prejudica seus hospedeiros embora haja casos excepcionais em que o galho de uma árvore não suporte o peso de uma grande colônia de orquídeas e venha a quebrar.

Há também muitas espécies terrestres, algumas destas, nas regiões tropicais, mantêm-se em desenvolvimento constante durante todo o ano. A grande quantidade de matéria orgânica disponível no solo da floresta favorece o surgimento de algumas poucas espécies saprófitas, orquídeas desprovidas de clorofila que obtêm toda a matéria orgânica de que precisam do material em decomposição ao seu redor.
Em regiões de clima temperado, onde a grama é predominante, ou em regiões de secas como as áreas de savana e os campos ruprestes, as orquídeas são basicamente plantas terrestres, com raízes subterrâneas bem desenvolvidas, às vezes com a formação de tubérculos equipando-as para resistirem ao frio e à neve, ou à seca prolongada e ao fogo. O frio congelaria as espécies epífitas que não têm raízes abrigadas para armazenarem os nutrientes necessários para a brotação na primavera. Também o fogo consumiria inteiramente as plantas epífitas. Nestas áreas de clima sazonal, as plantas normalmente passam por um estágio de dormência, em que, muitas vezes, sua parte aérea seca para evitar danos à sua fisiologia devido à seca, ou ao frio extremo.

Algumas espécies são consideradas ameaçadas de extinção na natureza, tanto pelas coletas indiscriminadas como pelo corte das florestas para agricultura e mesmo pela utilização de agentes desfoliantes em guerras ocorridas no passado. Surpreendentemente, a maioria das espécies consideradas ameaçadas de extinção estão entre as mais comuns em cultivo e das quais há maior produção comercial.

A maioria das espécies realmente raras não está presente nestas listas por não apresentarem verdadeiro valor comercial e pouco interesse despertarem. De modo geral, pelo seu baixo valor comercial, os governos não fazem levantamentos sobre a população de orquídeas presentes na natureza e os que existem são apenas resultado de estudos acadêmicos pontuais.
É interessante ressaltar ainda o fato de que um único fruto de orquídea carrega centenas de milhares de sementes e que a existência de dois ou três indivíduos em cultivo pode produzir no espaço de poucos anos elevadíssima quantidade de plantas, tornando a ameaça de extinção desta planta muito diferente da ameaça de extinção de uma animal, que produz apenas poucos filhos por gestação,