St. Louis, Illinois ve Iowa'nın güneydoğusunda yerleşmiştir. Bu serçeler Almanya'dan getirilen ve Kuzey Amerika kuş türlerinin zenginleştirilmesi için 1870 Nisan ayının sonlarında doğaya salıverilen 12 kuştan üremişlerdir. ABD'de sınırlı bir alanda yaşayan ağaç serçesi şehirsel alanlarda bayağı serçe ile rekâbet ettiği için daha çok parklarda, çiftlik arazilerinde ve ağaçlık bölgelerde yaşar. Amerika'da yaşayan populasyona İngilizce'de bazen "German Sparrow" (Alman serçesi) denmektedir.
Ağaç serçesi Avustralya'da Melbourne, Victoria'nın orta ve kuzey kasabaları ile Yeni Güney Galler'de bulunur. Güneydoğu Asya'dan bazen gemilerle gelen ağaç serçesi Batı Avustralya'da yasaklanmış bir türdür.

Bilimsel adına rağmen, "Passer montanus", ağaç serçesi dağlarda yaşayan bir tür değildir ve İsviçre'de yalnızca 700 m rakımda bulunur. Ancak Kafkasların kuzeyinde 1.700 m'de ve Nepal'de 4.270 m'de ürediği de görülmektedir. Avrupa'da sıklıkla kayalık sahillerde, boş binalarda, yavaş akan ırmakların kenarında bulunan söğütlüklerde ya da açık arazilerde bulunan ağaçlıklarda görülür. Ağaç serçesi daha çok sulak alanlara yakın yerlerde yuvalanmayı tercih eder ve yoğun tarım yapılan alanlardan uzak durur.

Ağaç serçesi ile daha büyük olan bayağı serçe aynı bölgede bulunduklarında bayağı serçe kentsel alanlarda ağaç serçesi de kırsal alanlarda yaşar. Moğolistan gibi ağaçların az bulunduğu yerlerde her iki tür de insan yapısı yerlerde yuvalanır. Ağaç serçesi Avrupa'da kırsal bölgeye özgü bir kuş türü iken Asya'nın doğusunda kentsel alanlara özgü bir kuştur. Orta ve Güney Asya'da ise her iki serçe türü de kasabalarda ve köylerde görülür. Akdeniz'in İtalya gibi bazı bölgelerinde hem ağaç hem de söğüt serçesi yerleşim alanlarında birlikte görülebilir. Avustralya'da ise ağaç serçesi kentlerde yaşayan bir tür iken kırsal alanlarda bayağı serçe bulunur.

Ağaç serçesi yumurtadan çıktıktan bir yıl sonra üreyebilecek duruma gelir. Tipik olarak ağaç kovuğuna ya da kayalarda yer alan doğal oyuklara yuvalanır. Bazı yuvalar oyuk ya da kovuklarda değil ama bazı tür çalıların dışarıda kalan kökleri arasında da yapılabilir. Evlerin çatılarındaki boşluklar ya da tropiklerde bir palmiye ağacının tepesi ile verandaların çatısın da yuva yapmak için kullanılabilir. Ağaç serçeleri Avrupa saksağanının kullanılmayan kubbeli yuvasında ya da leylek bayağı deniz kartalı, balık kartalı, kara çaylak ya da gri balıkçıl yuvalarında da üreyebilirler. Bazen oyuk ya da kapalı alanlarda yuvalanan kır kırlangıcı, ev kırlangıcı, kum kırlangıcı ve Avrupa arı kuşu gibi kuşların yuvalarını ele geçirmeye de çalışır.

Çift kuşlar yalnız başlarına ya da koloniler hâlinde üreyebilirler ve kuşlar için yapılmış kuş yuvalarını kullanabilirler. İspanya'da yapılan bir araçtırmaya göre ahşap ve çimento karışımından yapılmış yuvaların yalnızca ahşaptan yuvalara göre daha sık kullanıldığı (kullanma oranları sırasıyla %76,5 ve %33,5'tur) ve ahşap çimento karışımı yuvalarda kuşların daha erken yumurtladığı, kuluçka süresinin daha az sürdüğü ve üreme dönemi boyunca daha çok sayıda yumurta yumurtlanıp kuluçkaya yatıldığı gösterilmiştir. Yumurta adedi ve yavruların durumu iki tip yuva arasında farklılık göstermese de sentetik olan yuvaların ahşap olanlara göre 1,5 °C daha sıcak olması nedeniyle üreme başarısının sentetik yuvalarda daha yüksek olduğu düşünülmektedir.
Baharda erkek kuş yuvanın yakınlarında yaptığı çağrı ötüşüyle hem yuvayı sahiplenir hem de çiftleşmek için bir eş çağırır. Aynı zamanda yuva için yeni malzeme de taşıyabilir. Nümayiş ve yuva yapma sonbaharda da tekrarlanır. Sonbaharda yapılan nümayiş için daha önceden içinde yumurtadan yavru çıkmış eski ağaç serçesi yuvaları tercih edilir. Boş hazır yuvalar ve daha önceden bayağı serçe, baştankara, kara sinekkapan ve bayağı kızılkuyruk türleri tarafından kullanılan yuvalar sonbahar nümayişi için nadiren kullanılır.

Düzenli bir yapıya sahip olmayan yuva saman, ot, yün ve diğer malzemelerden oluşur ve ısı yalıtımını iyileştiren tüylerle içi kaplanır. Tamamlanmış bir yuvada üç bölüm bulunur; taban, iç kaplama ve kubbe. Ağaç serçesi bir kerede beş ya da altı yumurta yumurtlar. Yumurtalar beyaz ya da soluk gridir ve üzerinde çok sayıda küçük benek ya da leke bulunur. Yumurtalar 20x14 mm boyutlarında ve 2,1 g ağırlığındadır. Ağırlığının %7'si kabuktan ibarettir. Hem erkek hem dişi kuş 12 ila 13 gün kuluçkaya yattıktan sonra beslenmeye ihtiyaç duyan yavrular yumurtadan çıkar ve 15 ila 18 gün içinde yavrular palazlanır. Yıl içinde iki ila üç kere kuluçkaya yatılabilir. Koloni hâlinde üreyen kuşlar ilk seferinde tek çift olarak üreyen kuşlardan daha fazla sayıda yumurta yumurtlar ancak ikinci ve üçüncü kuluçkalama da bu tersine döner. Daha çok çiftleşen dişiler daha çok yumurta yumurtlar ve kuluçka süreleri daha kısa sürer. Önemli ölçüde çift dışı çiftleşme görülür. Macaristan'da yapılan bir araştırmada yavruların %9'unun çift dışı erkeklerden ürediği ve kuluçkaya yatılan yuvaların %20'sinde en azından bir çift dışı çiftleşmeden gelen yavru olduğu bulunmuştur.

Ağaç serçesi ile bayağı serçe arasında melezleşme birçok yerde görülmüştür. Melez erkekler ağaç serçesine dişiler ise bayağı serçeye benzerler.

Ağaç serçesi tohumla beslenen ve yerde bayağı serçe, ispinoz gibi kuşlarla birlikte sürüler hâlinde besin aramak için dolaşan bir türdür. Karanfilgiller ve Chenopodioideae gibi otların tohumları ile beslenirler. Ayrıca kuşlar için hazırlanmış özel besin dağıtım yerlerinden de yararlanırlar. Özellikle üreme döneminde yavrular temel olarak hayvani besin ile beslendiği dönemlerde omurgasızlarla da beslenirler. Tahtakurusu, kırkayak, çıyan, örümcek ve Opiliones türü omurgasızları yakalar.

Yeni yumurtadan çıkmış yavruları beslemek için erişkinler çeşitli sulak alanlarda omurgasızları avlamaya çalışır. Sulak alanlar, uzun bir üreme dönemine sahip olan bu türün yavrularını büyütme şansının artması için yeterli çeşitlilikte ve uygun omurgasızların avlanabilmesi için önemlidir. Önceleri iyi bir besin kaynağı olan işlenmiş tarım alanları, tarım yöntemlerinin değişmesi sonucunda artık yeterli besini sağlayamamaktadır.

Kış aylarında tohum kaynakları önemli bir sınırlayıcı faktör olmaktadır. Bu dönemlerde sürü içindeki bireyler arasında doğrusal bir hiyerarşi kurulur ancak boğazdaki beneğin boyu ile bu hiyerarşi arasında doğrudan bir ilişki yoktur. Halbuki bayağı serçelerde üstünlük sağlamak için yapılan dövüşler boğaz beneğinin gösterilmesiyle azalabilmektedir çünkü boğaz beneğinin büyüklüğü seçilim değerinin bir göstergesidir.

Avlanma riski beslenme stratejilerini etkilemektedir. Yapılan bir araştırma besin keynağı barınaklarından ne kadar uzak olursa serçelerin daha küçük sürüler hâlinde besin kaynağına geldiğini, burada daha az zaman geçirdiklerini ve daha tetikte olduklarını göstermiştir. Serçeler ya doğrudan besin arayarak ya da daha önceden besin kaynağı bulmuş sürü üyelerine katılarak beslenirler. Açık alanda bulunan besin kaynaklarında sürü üyelerini takip ederek beslenme olasılığı %30 daha fazladır. Bunun nedeninin yırtıcılara karşı dikkatli olmak ile ilgili olmadığı ancak daha riskli besin kaynaklarının düşük yağ rezervine sahip bireyler tarafından kullanılması olduğu düşünülmektedir.

Ağaç serçeleri bayağı atmaca, bayağı kerkenez, ve kukumav gibi çeşitli atmaca, doğan ve baykuşlar tarafından avlanırlar. Bazen de kulaklı orman baykuşu ve leylekler tarafından da avlanabilmektedirler. Sonbahar tüylerine sahipken, daha az uçuş tüyü olmasına rağmen, avlanma açısından daha büyük bir risk içinde değildir. Yuvaları saksağanlar, alakargalar, gelincikler, kemeler, kediler ve yılanlar tarafından yağmalanabilmektedir.

Birçok kuş biti türü hem kuşlarda hem de yuvalarında görülür. "Knemidocoptes" cinsi akarların popülasyonlarda ayak ve parmaklarda lezyonlara bırakacak salgınlara neden olduğu bilinmektedir. Yeni yumurtadan çıkmış yavruların göksinek larvalarıyla parazitlenmesi yavru ölümlerinde önemli bir faktördür. Yumurta büyüklüğü yavru ölümünü etkilemez ancak büyük yumurtalardan çıkan yavrular daha hızlı büyür.

Ağaç serçeleri aynı zamanda bakteri ve virüs enfeksiyonlarına da maruz kalmaktadırlar. Bakterilerin yumurtadan yavru çıkmamasında ya da yumurtadan yeni çıkan yavruların ölme oranlarında önemli bir faktör olduğu ortaya konmuştur. Japonya'da "Salmonella" enfeksiyonu nedeniyle toplu ölüm vakaları kaydedilmiştir. Birçok popülasyonun kanında kuş sıtması parazitleri bulunmuştur. Çin'de kuş gribi virüsü taşıyan kuşlar olduğu kaydedilmiştir.

Ağaç serçelerinin bağışıklık sisteminin bayağı serçelere oranla daha az dayanıklı olmasının bayağı serçelerin daha çok yayılma poyansiyeline sahip olmasını getirdiği öne sürülmüştür. Avrupa'da yollarda kaza ile öldürülen hayvanlar arasında ağaç serçeleri ön sıralarda gelmektedir. Kaydedilen en uzun yaşam süresi 13,1 yıldır, ancak tipik yaşam süresi üç yıl civarındadır.

Ağaç serçesinin doğal olarak yaşadığı alan çok geniştir ve günümüzde tam olarak belirlenmemiştir. Dünya popülasyonu da tam olarak bilinememektedir ancak Avrupa'da 52 ila 96 milyon birey olduğu tahmin edilmektedir. Popülasyon eğilimleri analiz edilmemiş de olsa türün IUCN Kırmızı Listesine girme kriteri olan 10 yılda ya da son üç kuşakta %30'dan fazla popülasyonda azalma kriterini sağlamadığı düşünülmektedir. Bu nedenlerden ötürü türün korunma durumu "asgari endişe" olarak değerlendirilmiştir.

Avrupa'nın kuzeyi ve doğusunda ağaç serçesi yaşadığı alanları artırsa da, Avrupa'nın batısında tarla kuşu, tarla kiraz kuşu ve bayağı kız kuşu gibi tarlalardan beslenen diğer türlerde görüldüğü üzere ağaç serçesinin de popülasyonlarında azalmalar görülmektedir. 1980 ile 2003 yılları arasında tarlalardan beslenen kuşların sayısında %28'lik bir düşüş olmuştur. Özellikle Büyük Britanya'da 1970 ile 1998 arasında %95'lik azalma ile durum ciddi boyutlar almıştır. İrlanda'da 1990'ların sonunda yalnızca 1.000 ila 1.500 çift ağaç serçesi kalmıştır. Britanya Adalarında bu dalgalanmaların nedeni doğal sebepler olabilmektedir. Popülasyon azaldıkça üreme perfo