Ареал вида — южный берег Крыма, северная часть Закавказья, Южная Европа и Малая Азия. Имеется в заповедниках Крыма. Образует ксерофитные редколесья на содержащих известь породах.
Растет в лесах нижнего пояса на южных склонах гор, поднимаясь на высоту до 400 метров над уровнем моря.
Очень светолюбивый ксерофит[1]. Невысокое дерево (до 12-18 метров[2]) с широкой кроной, иногда даже кустарник. Ствол часто извилистый. Молодые побеги сильно опушённые.
Листья 5—10 см длиной, очень изменчивые по форме и величине, с 4—8 парами тупых или заострённых лопастей, сверху тёмно-зелёные, голые, снизу серо-зелёные, опушённые.
Дает высококалорийное топливо. Сеянцы дуба пушистого используются как подвой для неустойчивых к морозу и засухе видов дуба.