Biologia i ekologia Bylina, chamefit i hemikryptofit. Przedprątne kwiaty kwitną od czerwca do sierpnia, zapylane są przeważnie przez motyle. Podczas kwitnienia pachną. Porasta suche lasy, łąki, wydmy. Najczęściej występuje w murawach piaskowych i murawach kserotermicznych, ale spotyka się go również w sosnowych borach i dąbrowach, na wrzosowiskach, przydrożach, skarpach kolejowych. Preferuje miejsca suche. Liczba chromosomów 2n= 60.
Zmienność W Polsce dziko rosną 2 podgatunki: Dianthus arenarius L. subsp. borussicus (Vierh.) Kleopov. – gatunek charakterystyczny dla związku (All.) Koelerion glaucae i Ass. Festuco-Koelerietum glaucae. Występuje od północnej, przez środkową i wschodnią do południowej Europy. Dianthus arenarius L. subsp. arenarius – podgatunek typowy, występuje w północnej części kraju. Gatunek charakterystyczny dla Ass. Dianthoarenarii-Festucetum polesicae. Podawany z południa Szwecji. Ponadto wyróżniane są: Dianthus arenarius L. subsp. pseudoserotinus (Zapal.) Tutin (syn. Dianthus serotinus var. pseudoserotinus Zapal.) – występuje na zachodzie Ukrainy, Dianthus arenarius L. subsp. pseudosquarrosus (Novák) Kleopow – występuje na Białorusi i Ukrainie.
Goździk piaskowy tworzy mieszańce z goździkiem kartuzkiem i goździkiem kropkowanym.