Kjempepoppel danner store bestander på fuktig jord langs elver og vann, og den vokser som regel sammen med ulike pilearter. I kyststrøk kan den også vokse sammen med rødor, douglasgran, vestamerikansk hemlokk, kjempetuja, sitkagran, kjempeedelgran, oregonlønn, oregonask og flere bjørke- og kirsebærarter. I innlandet kan den vokse sammen med vestlig hvitfuru, gullfuru, koloradoedelgran, kjempelerk, fjelledelgran, kvitgran, engelmannsgran og amerikaosp.