Дико произрастает в средней полосе России, на Кавказе, в Крыму, Средней и Приатлантической Европе, Средиземноморье. Встречается в тенистых лиственных и смешанных лесах, на богатых гумусом, влажных почвах, в кустарниках, в Крыму — в буковых лесах, на Кавказе — до верхнего горного пояса.

Крупное растение, образует кусты высотой до 90 см. Стебли многочисленные, прямые, слабоветвящиеся, железисто-опушенные. Листья длинночерешковые, цельные, крупные, яйцевидно-трехугольные, с сердцевидным или копьевидным основанием и острой верхушкой, пильчатые по краю, опушенные. Окраска листьев, как правило, желтовато-зеленая, более светлая, чем у других видов шалфея. Соцветия длиной 20—28 см, рыхлые, простые или с одной-двумя парами веточек. Цветки в мутовках по 2—6, венчик длиной 3—4 см, бледно-желтый, с крупной, серповидно изогнутой верхней губой. Орешки длиной около 3 мм, эллиптические, бурые, гладкие. Цветет с конца августа до осенних заморозков. В культуре с 1600 года.

Шалфей железистый — растение с растянутым периодом вегетации и кратковременным безлистным периодом. Почки возобновления развиваются с лета предыдущего года в пазухах нижних листьев материнского побега. Снаружи они покрыты двумя парами чешуи. До раскрытия почек в них формируются зачатки двух-трех пар листьев. Микоризное растение.