球花石斛生于海拔1100-1800的山地林中树干上。产中国云南东南部经南部至西部（屏边、金平、马关、勐海、思茅、普洱、墨江、景东、沧源、澜沧、墨江、腾冲一带）。分布于印度东北部、缅甸、泰国、老挝、越南。模式标本采自缅甸。

       球花石斛是一种喜阴凉的多年生草本植物，喜在温暖、潮湿、以年降雨量1000毫米以上、半阴半阳的环境，1月平均气温高于8℃的亚热带深山老林中生长为佳，适宜生长温度为15到28度，适宜生长空气湿度为60%以上，对土肥要求不甚严格，野生多在疏松且厚的树皮或树干上生长，有的也生长于石缝中。属气生根系，主要要求根部通透性好，采用的基质最好能通风透气滤水，在适宜的温度湿度下，生长速度快，生存能力非常强。每年春末夏初，二年生茎上部节上抽出花序，开花后从茎基长出新芽发育成茎，秋冬季节进入休眠期。