Originária da Europa, da zona dos Balcãs, Ásia Menor e Cáucaso, e estendida por cultura à região Norte da bacia Mediterrânica, Norte da Península Ibérica, grande parte de França e ainda no norte de África em algumas zonas montanhosas de Marrocos (Rif) e Argélia. Há conhecimentos e sinais de existir no território português há já muitos séculos, pelo que é muitas vezes considerada como uma espécie autóctone.
Ocorre naturalmente em florestas de folhosas, como espécie companheira nos carvalhais de Quercus robur e Quercus pyrenaica, de regiões montanhosas, em substrato silicioso.
O castanheiro é uma árvore muito robusta, de folha caduca, com copa ampla e arredondada, que pode alcançar 20 ou 30 m de altura. Tem um tronco muito grosso e curto nos exemplares cultivados e, mais esbelto e menos ramoso nos exemplares silvestres. A casca é cinzenta, quase lisa e algo verde nos ramos mais jovens, depois castanha escura e gretada longitudinalmente. As folhas são grandes, alternas, de contorno oblongo-lanceolados e bordo grosseiramente serrado, com os dentes agudos; medem de 10 a 25 cm de largura por 3 a 7 cm de comprimento; têm um pecíolo relativamente curto, até 2 cm, algo coriáceas e contêm numerosas nervuras laterais, quase paralelas e proeminentes na face inferior; são caducas a marcescentes. As flores nascem em compridas espigas pendentes, que brotam da axila das folhas; são muito estreitas, amarelas e quase todo o amentilho é ocupado por grupos de flores masculinas, que nascem na axila de uma bráctea ovada; cada uma com um cálice de 5, ou 6 peças pouco aparentes e numerosos estames salientes (8 a 20). Na base da espiga dispõem-se as flores femininas, agrupadas por 1 a 3 (5) num invólucro comum; têm um cálice com 5 a 8 lóbulos e com 7 a 9 estiletes salientes. Os frutos são glandes (castanhas), possuem uma cobertura coriácea de cor castanha, lustrosa externamente; contêm normalmente uma só semente com uma cobertura membranosa de cor castanha ou amarelada. As castanhas agrupam-se de 1 a 3 no interior de uma cúpula globosa e espinhosa (ouriço), deiscente por 2 a 4 valvas. Segundo o número de castanhas por cúpula, assim varia a sua forma.
O crescimento do castanheiro, inicialmente é lento, acelerando-se depois até, mais ou menos, aos 50 anos, quando atinge o porte definitivo. Um castanheiro pode viver muitos anos, atingindo em alguns casos 1000 anos de existência. Com o tempo, o tronco pode tornar-se oco.
Quanto a sua origem, a espécie que existe em Portugal é também a que predomina na Europa – a Castanea sativa. Há conhecimentos e sinais de existir no território português há já muitos séculos, pelo que é considerada como uma espécie indígena. Contudo, há quem defenda que terá sido introduzida na Península Ibérica provavelmente durante a época dos romanos, vinda da Ásia Menor
Existem dois tipos de castanheiro – o bravo e o manso – consoante a forma de regeneração e o tipo de exploração que se pretende. A um povoamento de castanheiros mansos, vocacionados para produzir frutos (castanhas), dá-se o nome de “SOUTO” e a um povoamento cujo objectivo é produzir madeira, dá-se frequentemente o nome de “CASTIÇAL”
O castanheiro bravo é cultivado em alto fuste ou talhadia, de forma a poder-se-lhe retirar peças de madeira de dimensões adequadas, que quanto maior, mais valiosas são. O valor desta madeira é tão alto que, atualmente, as peças de madeira de castanho, com o objectivo de produção de mobiliário de qualidade, são vendidas ao quilograma.
A casca e, em menos proporção as folhas são adstringentes, devido aos taninos que contêm; foram utilizadas outrora contra a disenteria e diarreia. As folhas são utilizadas, sob a forma de infusão, contra a tosse e a inflamação da garganta. No Norte da Península Ibérica foram as castanhas, durante muito tempo, a principal fonte de hidratos de carbono na alimentação humana. As castanhas comem-se assadas ou cozidas e têm um grande valor nutritivo. A castanha é contraindicada aos diabéticos.