Setophaga virens, широко известный как черногорлый зелёный певун, является родным для Северной Америки. Его географическое распространение охватывает юго-восточную Канаду вниз через северо-восточные и северо-центральные районы США в период размножения, включая регионы в Аппалачских горах. Вне сезона размножения он мигрирует в Центральную Америку и Карибы, включая такие страны, как Гондурас, Никарагуа и Куба.

Черногорлый зелёный певун обычно обитает в хвойных и смешанных хвойно-широколиственных лесах в период размножения. Он предпочитает зрелые леса с густыми кронами и открытым подлеском, часто встречается на средних и высоких высотах в северной части своего ареала. Климат в этих регионах может варьироваться от умеренного на северо-востоке США до бореального в Канаде.

Этот вид играет роль в лесной экосистеме в основном как насекомоядный, питаясь различными насекомыми и пауками. Его присутствие помогает контролировать популяции насекомых. Он проявляет определённую гибкость в выборе среды обитания во время миграции, адаптируясь к различным типам лесов, включая вечнозелёные и вторично-растущие леса в зимних местах обитания. Адаптивность вида к различным лесным средам во время миграции способствует его выживанию на широком географическом диапазоне.