Hydroprogne caspia, comumente conhecido como Trinta-réis-grande, possui uma ampla distribuição geográfica em múltiplos continentes. É nativo de áreas na América do Norte, Europa, África, Ásia e Oceania. Na América do Norte, a espécie pode ser encontrada desde os Grandes Lagos até o Golfo do México, e ao longo das costas do Pacífico e Atlântico. Também está presente em partes da Europa, particularmente em torno do Mar Báltico. Na África, sua distribuição inclui regiões ao redor do Mediterrâneo e os grandes lagos do leste africano. O Trinta-réis-grande também é encontrado em partes variadas da Ásia, incluindo áreas úmidas e costeiras, e tem presença na Austrália e Nova Zelândia.

Os Trinta-réis-grande tipicamente habitam regiões costeiras, incluindo praias, ilhas, estuários e pântanos. Eles também são encontrados ao redor de lagos interiores, rios e reservatórios. A espécie prefere ambientes com fontes abundantes de água, pois dependem de peixes como sua dieta principal. O clima nessas áreas varia de temperado a subtropical; no entanto, a espécie é adaptável a diferentes condições climáticas, dependendo de sua localização geográfica.

Como aves principalmente piscívoras, os Trinta-réis-grande ocupam um nicho dentro de ecossistemas marinhos e de água doce, onde desempenham um papel no controle das populações de peixes. Seu comportamento de forrageamento envolve mergulhar do ar para capturar peixes, e eles frequentemente competem com outras espécies de aves piscívoras. A espécie é conhecida por formar colônias de reprodução em ilhas arenosas ou pedregosas, onde estão a salvo de predadores terrestres, destacando sua adaptação a nichos ecológicos específicos dentro de sua ampla distribuição geográfica.