黄芩通常生长在阳光充足且相对干燥的区域,如山顶、山坡、林缘及路旁。它适应温暖气候,具有较强的耐寒能力,成年植株的地下部分在-35℃的低温条件下仍能安全过冬。同时,黄芩也能承受35℃的高温,但对于超过40℃的连续高温天气则无法适应。黄芩耐旱但对涝水非常敏感,土壤内若出现积水或降雨过多,将导致其生长不良,严重时可导致根部腐烂而死亡。因此,不适合在排水不良的土地上种植。理想的土壤应为壤土或沙质壤土,酸碱度以中性和微碱性最佳,且应避免连作。
黄芩属于直根系植物,前三年主根生长较为正常,随着时间的推移,主根的长度、粗度、鲜重和干重均会逐年增加,且在主根中黄芩苷的含量较高。然而,进入第四年后,其生长速度开始减缓,部分主根会出现枯心现象,并且这一现象会逐年加重。到八年生的黄芩时,几乎所有的主根及较粗的侧根都会有枯心的情况,而黄芩苷的含量也会显著降落。
在出苗后,黄芩的主茎逐步延长,叶片数量逐渐增多,随后出现分枝并逐渐现蕾、开花及结实。一般来说,黄芩在每年的5至6月期间为其茎叶的生长期。在一年的生长周期中,黄芩的主茎通常能够长出大约30对叶片,其中前五对叶片大约每4至6天长出1对,而后期的叶片则每2至3天长出1对。
一般情况下,一年生的黄芩植株在出苗后约2个月会开始现蕾;而对于二年生及更久的黄芩,多在返青出苗后的70至80天左右开始现蕾。现蕾后约10天会开始开花,果实在40天左右开始成熟。在适宜的环境条件下,黄芩的开花和结果过程可持续到霜降期。