Il nome specifico (latino sylvātica, da sylvāticus, "selvatico", variante di silvāticus per accostamento paretimologico al greco ὕλη hýlē, "foresta") venne assegnato da Linneo in contrapposizione al Fagus castanea, nome con cui il naturalista svedese indicava il castagno.
È una pianta che raggiunge facilmente i 25–30 metri di altezza, con fusto diritto poco rastremato. Presenta fogliame denso e foglie ovali, più chiare nella pagina inferiore. Le foglie, caduche alterne sono brevemente picciolate (1-2 cm) e sono disposte sul ramo in modo alterno, lucide su entrambe le facce, con margine ondulato, ciliato da giovani. In autunno assumono una caratteristica colorazione arancio o rosso-bruna. Ha una chioma massiccia, molto ramificata e con fitto fogliame, facilmente riconoscibile a distanza perché molto arrotondata e larga, con rami della porzione apicale eretti verticali.Presenta una corteccia liscia e sottile di color grigio-cenerina, con striature orizzontali e spesso con macchie biancastre per presenza di licheni.
È una pianta monoica che produce fiori maschili e femminili sulla stessa pianta ma in posizioni diverse. I fiori maschili sono riuniti in amenti tondi e penduli, lungamente picciolati, quelli femminili accoppiati in un involucro, detto 'cupola', hanno ovario triloculare, la fioritura avviene generalmente nel mese di maggio. I frutti, chiamati faggiole, sono grossi acheni commestibili, trigoni, rossicci, contenuti in ricci deiscenti per 4 valve, dai quali si ricavava un olio che è un surrogato di quello d'oliva. Inoltre, le faggiole tostate e macinate sono un surrogato del caffè.
L'areale naturale di distribuzione della specie va dalla Svezia meridionale (con popolazioni più rade in Norvegia) a nord fino all'Italia meridionale, alla Sicilia e alla Penisola Iberica a sud, mentre ad est si estende fino alla Turchia nord-occidentale dove si sovrappone con quello del Fagus orientalis. In Italia il faggio è presente sulle Alpi, sugli Appennini, sui Nebrodi, sulle Madonie e sull'Etna è invece assente allo stato naturale in Sardegna, regione in cui è stato introdotto per scopi silvicolturali e in cui la vegetazione climacica dell'orizzonte montano (1200-1800 m) è rappresentata da consorzi di agrifoglio e tasso; sui rilievi appenninici il faggio rappresenta la specie arborea maggiormente diffusa, nell'orizzonte montano (900–1000), formando spesso boschi puri e raggiungendo il limite superiore della vegetazione arborea (1700 m lungo la dorsale ligure e tosco-emiliana, fino a 2000 m sul Pollino e sui rilievi della Lucania). Per quanto riguarda le Alpi, l'optimum per il faggio si ritrova nella fascia montana del distretto esalpico, dove forma estesi popolamenti puri. A quote superiori o inferiori, i popolamenti subiscono l'ingresso di altre specie, rispettivamente più resistenti alle gelate (come l'abete) e più resistenti alla mancanza d'acqua (come il carpino nero).
È una pianta sciafila che si aggrega facilmente con altre essenze, soprattutto conifere. Si adatta a qualsiasi terreno. In condizioni sfavorevoli si presenta come un arbusto prostrato e molto ramificato, adatto a sopportare il peso del manto nevoso per lunghi periodi. Tra le tante faggete presenti nel territorio nazionale, una è quella di Soriano nel Cimino che si trova sulla cima del Monte Cimino (1.053 m s.l.m.); particolarissima la faggeta relitta della valle del Carfalo, presso Montaione, dove si trovano esemplari a un'altezza che scende fino a 180 m s.l.m.
Il faggio viene coltivato in boschi cedui per la produzione di legna da ardere, tuttavia negli ultimi anni si è avuta una conversione da ceduo a fustaia per soddisfare l'interesse commerciale. Nelle coltivazioni a fustaia si effettuano tagli ogni 90–100 anni, dai quali si ricavano 400-500 metri cubi di legname a taglio. Come legname viene impiegato nella costruzione di mobili, giocattoli, utensili da cucina ed è adatto alla tornitura. Grazie alla sua compattezza viene inoltre apprezzato nella costruzione di sedie, mazzuoli, pavimenti e ripiani di banchi da lavoro.
Tra le varietà ornamentali più note ricordiamo il Fagus sylvatica var. purpurea Ait. con foglie rosso-vinoso, e il Fagus sylvatica var. pendula dal portamento maestoso, dai lunghi rami ricadenti, con foglie dai riflessi iridiscenti, rosso-brillante o macchiettati di bianco e marginate di rosso.
Il decotto di giovani radici raccolte in primavera o in autunno, è anticonvulsivo.
Il decotto di corteccia raccolta preferibilmente in primavera spezzettata ed essiccata ha proprietà febbrifughe ed astringenti.
Per distillazione del legno si ottiene il creosoto, liquido oleoso con odore acuto di fumo e sapore fortemente aromatico, che viene utilizzato come disinfettante ed espettorante.
Il faggio è una specie che vive in ambienti con abbondanti precipitazioni ed elevata umidità, ma allo stesso tempo è sfavorito dal ristagno d'acqua nel terreno, dal freddo intenso e dalla siccità prolungata. Non ama le depressioni profonde o oscure delle valli, ma neppure le sommità asciutte. È favorito in quella parte di montagna in cui si addensano le nubi e le nebbie. In presenza di suoli non molto acidi e humus fertile cresce bene sia su rocce carbonatiche che silicee, in condizioni difficili predilige invece un substrato carbonatico-dolomitico.
Le cultivar pregiate si moltiplicano a marzo per innesto a spacco o a giugno per innesto a occhio o per approssimazione..
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