A cultura de centeio possui ampla adaptação e pode ser cultivada em uma vasta diversidade de condições ambientais, quando comparado a outros cereais de inverno. É cultivado desde o círculo polar ártico até altitudes de 4.300 m, no Himalaia. Sob condições de temperatura baixa, próximo a zero, ou em caso de ocorrência de geada, centeio possui maior potencial de rendimento de massa verde do que trigo ou aveia (Avena sativa L.). Isso se verifica pelo fato de a atividade fisiológica de crescimento ocorrer à temperatura basal a partir de 0 ºC, enquanto trigo, a partir de 2,8 a 4,4 ºC, azevém, 6,4 ºC, e aveia, 4,4 ºC.

Uma característica do centeio que enfatiza a eficiência da cultura para cobertura é a adaptação a condições frias e secas. A temperatura ótima para o crescimento da planta é de 25 a 31 ºC. É em regiões mais elevadas e mais frias, ou em anos com invernos mais frios ou mais secos, que centeio se destaca pela maior produção de massa e pela precocidade. O centeio é o cereal mais tolerante à baixa temperatura, principalmente nas fases iniciais de desenvolvimento. Todavia, é muito sensível à elevada temperatura durante a floração e a formação de grãos. É planta exigente em dias longos, e o florescimento é induzido por 14 horas, ou mais, de luz.

O centeio é pouco exigente em disponibilidade hídrica durante o desenvolvimento e altamente sensível a excesso de chuva, justificando assim as maiores áreas de cultivo em regiões de solos arenosos e com déficit hídrico, como na Polônia e na Argentina. A água é requerida com maior intensidade durante as fases de florescimento e de enchimento de grãos.