仙人掌的分布除了丝苇属外，仙人掌完全是新大陆土生土长的植物。仙人掌科植物分布于自北纬56°15’（英属哥伦比亚省（加拿大境内）与加拿大阿尔伯塔省的和平河附近Moss；Parfitt,72,74）至南纬50°巴塔哥尼亚（Patagonia）阿根廷部分（Russell和Felker）。
有趣的是，仙人掌亚科的成员分布在两个纬度的极端地区，即北部的朝日团扇（Opuntiafragilis）和南部的东云球节（Maihueniopsisdarwinii）。在最南部地区也发现了奋迅枪（Maihueniapatagonica）和南国苇（Pterocactusaustralis）。在东西向，仙人掌遍布南美洲大陆，从大陆边缘向西延伸约公里（英里）至加拉帕戈斯群岛（GalápagosIslands），向东约公里（英里）至巴西费尔南多岛（FernandodeNoronha）。
仙人掌在北美和整个加勒比海沿岸均有分布。它们还出现在不同的海拔范围，从海平面上的加岛仙人掌（Opuntiagalapageia）至安第斯山脉米（英尺）处的椎叶柱（Austracylindropuntiafloccosa）。
人们已将各种仙人掌和仙人掌亚科的几个属引入地中海、非洲、亚洲和澳大利亚，并已在那里归化（后续会提到）。尽管仙人掌亚科种类繁多，但大多数其他仙人掌都被限制在南美或北美。在两大洲，尤其是在赤道纬度地区，都发现了热带属种：卧龙柱属（Harrisia）、量天尺属（Hylocereus）、花座球属（Melocactus）、木麒麟属（Pereskia）、毛柱属（Pilosocereus）和丝苇属（Rhipsalis）。乳突属（Mammilaria）也分布在两大洲以及加勒比海地区。
仙人掌按类别分布在三个主要中心区域（Barthlott和Hunt，-）。北部中心是墨西哥和干旱的美国西南部，以仙人掌族群和柱状摩天柱（columnarPachycereeae）为特征。南美洲是仙人掌科两个多样性种群中心之一，位于安第斯山脉西南部的干旱和半干旱地区，包括秘鲁、玻利维亚、智利和阿根廷的部分地区。最具代表性的族群是群蛇柱（Browningieae）、南国玉族（Notocacteae）和毛花柱族（Trichocereae）。南美洲的另一个多样性中心是巴西东部，其中包括干燥的卡廷加植被（caatingavegetation）和坎普诺（camporupestre）地区“食石者”的山地植被。该中心最具代表性的族群是仙人柱属（Cereeae）。
热带附生仙人掌有两个多样性中心。第一个是巴西东南部的大西洋雨林，其次是玻利维亚种类繁多有斑苇属（Rhipsalideae）。第二个是中美洲的森林，具有其特有量天尺属（Hylocereeae）。仙人掌生活在各种各样的栖息地，从热带雨林到智利极度干旱的阿塔卡马沙漠。尽管在美国西南部和下加利福尼亚州的许多地区降水量很小，大多数仙人掌科植物必须至少获得季节性降雨。智利和秘鲁的沿海沙漠有仙人掌，尤其是龙爪球属、极光球属和壶花柱属，它们生活在智利的季节性大雾覆盖的浓湿雾地区（camanchaca）和秘鲁的浓雾地带（garua）。这些雾可能是这些仙人掌唯一可以利用的水分，但每十年左右就会下一次雨。
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