Regiones de clima lluvioso con veranos cálidos e inviernos fríos, pero más templados que los de la zona boreal. La temperatura media del mes más frío está comprendida entre —5 y +5°C.
Las precipitaciones son bastante abundantes, de 200 a 1.500 mm. Hay humedad durante todo el año.
En Europa Occidental el bosque caducifolio es la biocenosis propia del clima marítimo. Predominan las especies que pierden la hoja en otoño e invierno. Se encuentra entre los 35° y los 55° de latitud en las fachadas occidentales, y en las fachadas orientales se encuentra entre 35° y los 45°. Tiene un régimen térmico moderado, con temperaturas medias mensuales siempre por encima de los 0 °C, y un régimen pluviométrico abundante y bien distribuido a lo largo del año, en el que o no hay aridez en ningún mes, con lo que la humedad para las plantas está garantizada. De hecho, las plantas tienen que hacer frente al fenómeno contrario: un exceso de agua que el suelo ya no es capaz de absorber y llega a encharcar las zonas bajas. Presenta cuatro estaciones bien definidas: primavera, verano, otoño e invierno, con una actividad biológica diferenciada en cada una de ellas.
En su mayoría son suelos pardos, con un humus que se mineraliza con bastante rapidez (mull o moder), con humedad suficiente y buena aireación gracias a la gran cantidad de gusanos de tierra que suelen contener. Por todas estas propiedades son suelos particularmente favorables a la vegetación. Además, durante la estación fría solo se hielan en la capa más superficial.
El factor principal para que las plantas de este ecosistema puedan adaptarse es la estacionalidad del clima, por lo cual deben estar muy bien adaptadas para sobrevivir en estas condiciones. Por ejemplo, árboles como los Fagus, el abeto plateado y el olmo tienen hojas que absorben agua y radiación solar. Las ramas de los árboles hacen algo más que proveer de sombra a otras criaturas de este bioma, ya que también proveen los nutrientes necesarios para que el árbol pueda prosperar. Otro ejemplo de adaptación de estos árboles es el hecho de que sus hojas muden en el invierno. Tras dicha muda, los árboles se quedan sin forma de transpirar, con lo que son capaces de retener agua para subsistir todo el invierno.
Dado que la sombra del dosel arbóreo limita el crecimiento de muchos tipos de plantas, muchas especies típicas de estos bosques concentran su periodo de crecimiento y floración al breve período anterior a su desarrollo, como las plantas del género trillium o el jacinto de los bosques. La mayor parte de este tipo de plantas son polinizados por insectos, y las propias semillas son a menudo transportadas por las hormigas, un modo de dispersión conocido como mirmecocoria. Por otra parte existen un número menor de especies capaces de crecer bajo el dosel (como los helechos), e incluso algunas llegan a crecer durante el período en el que los árboles pierden sus hojas.
Predominan los árboles como las hayas, los robles, los álamos y los castaños. Entre ellos crecen distintos arbustos, como la zarza y plantas herbáceas.
Los árboles crecen muy bien en primavera y en verano, cuando tanto la humedad como la temperatura son adecuadas. Cuando llega la estación fría desfavorable, paralizan el crecimiento y pierden las hojas, puesto que no van a realizar la fotosíntesis y solo servirán para perder agua y se dañarían con las heladas.
Al igual que sucede con las plantas, los animales que viven en el bosque caducifolio templado deben ser capaces de adaptarse a las estaciones cambiantes. Por ello las diferentes especies que lo habitan han desarrollado diversos métodos para afrontar el paso las estaciones, como la hibernación de ciertos mamíferos o la migración que realizan numerosas aves a zonas con mayor abundancia de alimentos. Una de las características de los animales de este ecosistema es que están asociados a la estratificación y a las formas de crecimiento de las plantas y árboles, de modo que muchas especies llevan una vida arbórea mientras que otros rara vez se alejan del suelo.
Muchos animales bien conocidos viven en este tipo de bosque. La madera caída, conocida como escombros leñosos gruesos, proporciona el abrigo para muchas clases de anfibios, particularmente salamandras.
Las aves en numerosas ocasiones están representadas por especies que emigran a zonas más cálidas durante el invierno si bien también existen especies que permanecen durante los meses más fríos, e incluso especies que provienen de regiones más septentrionales. Raramente se desplazan de manera libre por los estratos, sino que suelen quedarse solo en uno. Las especies más abundantes en estos entornos son los gansos, los pájaros carpinteros, rapaces como los gavilanes, las colúmbidas, los estrigiformes, o los faisánidos entre otros.
La fauna es más variada que la de los bosques boreales. Está formada por pequeños roedores, como ardillas y ratones; herbívoros, como ciervos y jabalíes, y carnívoros, como garduñas, tejones, zorros y linces, entre otros.
En invierno, el bosque cambia mucho. Las aves emigran a zonas más cálidas, los reptiles paralizan su actividad y los osos hibernan y sobreviven gracias a la grasa que almacenan durante el verano y el otoño.
Los bosques caducifolios se encuentran, principalmente, entre el bosque de coníferas al norte y en el bosque mediterráneo al sur.
El haya predomina en el piso montano de los macizos de Europa central y occidental, y su sotobosque es particularmente pobre porque el estrato arbóreo deja pasar poca luz, impidiendo que las especies arbustivas o herbáceas puedan desarrollarse.
Pájaro carpintero cabecirrojo (Melanerpes erythrocephalus), especie autóctona de los bosques templados de Norteamérica.