Gatunek zasiedla głównie tereny przekształcone przez człowieka, najczęściej na podłożu gliniastym, alkalicznym, w miejscach wilgotnych. Potrafi pokryć rozległe obszary na odłogach, pastwiskach, w sadach i innych uprawach, na przydrożach i przytorzach oraz w innych miejscach ruderalnych. Mimo małej ilości wytwarzanych nasion roślina w krótkim czasie potrafi pokryć dużą powierzchnię rozrastając się z odrośli korzeniowych – w ciągu jednego sezonu pojedyncza roślina może pokryć 2 m².
Na amerykańskich preriach nasiona ambrozji zachodniej są ważnym źródłem pożywienia dla przepióra wirginijskiego (Colinus virginianus), a sama roślina jest chętnie spożywana przez mulaki.
Liczba chromosomów 2n = 72.
Mieszaniec Gatunek tworzy mieszańca z ambrozją bylicolistną (A. artemisiifolia) o nazwie A. ×intergradiens W. H. Wagner. Stwierdzony został w Ameryce Północnej, gdzie rozrastał się wegetatywnie. Nie wiadomo, czy tworzy płodne nasiona.
Znaczenie użytkowe Roślina szkodliwa w uprawach – znacząco obniża plony z powodu silnej konkurencyjności. Powoduje usychanie roślin uprawianych. Oddziaływanie może mieć charakter allelopatyczny – roślina wytwarza seskwiterpeny. Jej pyłek jest silnym alergenem wywołującym u ludzi katar sienny. Roślina powoduje także spadek zróżnicowania gatunkowego w obszarach, gdzie jest inwazyjna.