Občas je pěstován kultivar Italica (Populus pyramidalis Rozier), který má vřetenovitě válcovitou korunu. Popisována je i var. pubescens Parl. s listy, řapíky a letorosty štětinatě chlupatými.
Vyskytuje se hlavně v lužních lesích, na březích velkých řek. Světlomilná dřevina, která snáší dlouhodobé záplavy.
Areál výskytu zahrnuje Evropu (hlavně Středozemí), sz. Afriku, Malou Asii, Kavkaz, z. Sibiř až Altaj.
Původním areálem v ČR byly nížinné úvaly termofytika, ale zde byl většinou nahrazen hybridními druhy topolů. Zachovalé populace topolu černého najdeme v Poohří, středním Polabí nebo v Horno- a Dolnomoravském úvalu.
Ve Velké Británii patří tento topol k nejohroženějším druhům stromů, proto pro něj byl realizován průzkumný a záchranný program. V rámci toho bylo zjištěno, že zbylo posledních 7 000 stromů a molekulárními metodami se dají odlišit „čisté“ topoly černé od hybridních jedinců. I u českých populací byla genetická diverzita zkoumána (Výzkumný ústav Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví, Průhonice).
Diagnostický druh pro svaz Salicion albae.