仙人掌类植物原产美洲的中部和南部，分布在热带，亚热带沙漠和半沙漠地区，也有少数生长在热带雨林中，仅有一属原产于非洲。由于靠鸟类和海水潮流的传播，以及人们长期的经济活动，它的分布范围不断扩大。
现在，不仅在热带和亚热带地区能见到自然生长的仙人掌类植物，少数种类已蔓延到冬季被积雪覆盖的低温地区，位于南纬50度左右阿根廷克鲁斯省，北纬53度左右加拿大安大略省也有少量野生仙人掌分布。个别种类生长在海拔3000-4000米的高山地区或是沿海浅滩地带。
仙人掌类植物原产地一般土壤贫瘠，雨量稀少，光照强烈，气温炽热。由于长期生长在这种特殊的生态环境中，它的形态发生了显著变化，形成茎部肥厚的内质植物，与一般种子植物迥然不同。其中除少数种类具有完全的阔叶外，大部分叶子退化，早落或消失，以减少水分蒸发。肉质茎呈圆筒状、球形或扁平状，以缩减其表面积。茎的表面大多为革质，着生刺、剌毛、柔毛或毛丛，以遮蔽阳光。
这些形态的变化，有利于防止和减少水分蒸发，抵御烈日烧灼而维持其生存。在生理方面，由于叶子的退化或消失，光合作用制造养分的功能被绿色的茎所代替。茎内贮藏大量水分，约占总重量的90%以上，并含有多量的水膨性胶状物质，它对贮藏和防止水分蒸发起着重要作用。
这些外部形态和生理方面的变化，是仙人掌类植物能忍耐极度干旱的主要原因。据有人试验，某些室内盆栽仙人掌，不浇水也可维持生命两年。
