Die Rotbuche besiedelt die Laubwälder in weiten Teilen Europas. Neben der weit verbreiteten Unterart F. sylvatica sylvatica gibt es eine zweite Unterart F. sylvatica orientalis, die vom Südosten Russlands bis Griechenland vorkommt. Die Nominatform ist der natürliche Laubbaum Mitteuropas, bis ins späte Mittelart bildete er dichte Buchenwälder, bei denen kaum Licht bis auf den Waldboden vordringen konnte. Entsprechend gab es nur wenige Pflanzenarten, die im Unterholz der Buchen und als Bodendecker dort überleben konnten. Buchenwälder entwickeln mit der Zeit eine mächtige Laubstreu- und Laubhumusschicht, in der sich optimale Entwicklungsbedingungen für einige Pilzarten bieten, die in Symbiose mit den Rotbuchen leben. In Mitteleuropa findet man vor allem im Westen auch heute noch Rotbuchenländer in Höhenlagen von 600 bis 1200m ü.NN. Im italienischen Apennin erreicht sie dagegen Höhenlagen von bis zu 1.700m ü. NN.
Alte Rotbuchen können bis zu 30m in die Höhe wachsen. Die jungen Stämme haben zunächst eine glatte Rinde, später formen sich dicke Rippen und manchmal auch Buckel in der Rinde aus. Die Rinde ist dünn und hellgrau glänzend. Die Rotbuche bildet eine breite, kuppelförmige Baumkrone. Die ovalen bis elliptisch geformten Laubblätter werden etwa 10 bis 12cm lang. Der Blattrand wölbst sich zwischen den deutlich ausgeprägten seitenadern. Die kurz gestielten Blätter sind beim Austrieb zunächst rötlich gefärbt, um dann im Laufe der Zeit von Hell- in Dunkelgrün zu wechseln. Neben der Stammform gibt es eine Varietät mit hell purpurrot gefärbtem Laub, die Blutbuche, und eine Zuchtsorte Atropurpurea mit dunkelrot bis schwärzlich purpurn gefärbten Blättern. Die Blätter der Rotbuchen sterben im Herbst ab, bleiben jedoch in eingetrocknetem, braunen Zustand oft den Winter hindurch hängen, was sie als blickdichte Buchenhecke besonders attraktiv macht. Die Blüten sind eingeschlechtlich; es gibt also männliche und weibliche Blüten. Die männlichen Blüten bilden hängende Kätzchen mit langen Stielen. Bei den weiblichen Blüten haben jeweils zwei bis drei eine gemeinsame Hülle aus mehreren sogenannten Tragblättern. Bekannt sind vor allem die Früchte der Rotbuche, die Bucheckern. Die dreikantigen, hartschaligen Nüsschen sitzen jeweils in einer verholzenden Kapsel, der Cupula, die aus den vier Tragblättern der weiblichen Blüten gebildet wird und , wenn der Reifeprozess der Nüsschen abgeschlossen ist, sich in vier Spalten öffnet.
Die Rotbuche wird in Gräten vor allem als Formhecke verwendet. Neben der Stammform gibt es eine Zuchtsorte Fagus sylvatica Fastigata, die Säulenrotbuche, die sehr langsam heranwächst und in 10 Jahren erst eine maximale Höhe von 3,5 m erreicht. Sie gedeiht auf nahezu jedem Boden, egal ob auf Kalk- oder Urgesteinsböden, die kalkfrei sind. Diese Sorte hat eine rotbraune Herbstfärbung. Daneben gibt es aber auch – ähnlich wie die Trauerweide und die Trauerbirke – eine hängende Sorte F. sylvatica Pendula. Die Sorte Asplenifolia fällt vor allem durch ihre farnähnlichen Blätter auf. In öffentlichen Gärten und Parks sieht man gelegentlich auch die Amerikanische Buche Fagus grandiflora, die sich geringfügig in der Form der Laubblätter von der Rotbuche unterscheidet.
Die Rotbuche zählt zu den Harthölzern, auch wenn das Holz in Wirklichkeit nicht besonders hart ist und deswegen auch von Schädlingen befallen wird. Früher wurde das Holz der Rotbuche vor allem im Bau verwendet, heute vor allem für Parkettböden oder Möbelfurniere.
lyl