不同直径、树高和年龄的林木在林分中的分布状态。林分结构是由树种生长习性、环境条件和经营活动诸因素影响的结果。研究林分结构的规律，对生长量测定、编制收获表、确定材种出材量、抚育采伐、设计森林经营模型以及确定林分调查方法等都具有重要意义。特别是在采用电算技术建立森林资源数据库以来，林分结构规律的信息为模拟林分生长、枯损以及进行森林资源数据更新、预估森林的发展提供了必要的理论依据。

其主要特征是反映株数随直径、树高、形数、形率和材积的分布规律。

林分的直径结构

林分内林木株数按直径大小的分配状态。是林分结构的最基本内容。其研究的内容包括两个方面，即从生物学角度阐明直径分布规律和应用统计概率模式表达其分布的规律。在正常情况下，同龄纯林林分内，中等径阶的树木占多数，向两端随直径的增减而逐渐减少，林木株数按直径大小的分配近似正态分布，且多数为单峰有偏分布，偏度随林龄的增加由正偏趋向负偏。直径分布的具体形状变化，可用概率分布律来描述，一般常用的分布形式有：正态分布、对数正态分布、威布尔分布、γ分布、β分布、S分布、查利—A型分布等。根据各国学者的研究表明，不论对林分内或大地域的林木直径分布，均以分布函数拟合具有较大的灵活性和适用性。在研究中，常用相对值表示直径分布规律。方法步骤是：①计算相对直径和株数累计百分数。相对直径是林分中各径阶树木的直径与林分平均直径的比值。株数累计百分数是各径阶株数占总株数百分数的合计。②以各径阶相对直径为横坐标，以株数累计百分数为纵坐标绘制肩形曲线。③将不同平均直径、不同株数的林分置于相同的尺度上进行比较，从而找出各个林分共同具有的结构规律。按一般规律，平均直径的位置在株数百分数累计值55～64%的范围内，一般近于60%处；其最大直径为平均直径的1.6～1.8倍，最小直径为平均直径0.5～0.6倍。

树高结构规律

林分中林木株数按树木高度的分配状态。这种状态具有非对称型的特征。研究树高结构时，常按树高和直径两个因子分组归纳列成树高—胸径相关表。它可以全面地反映林分结构的如下规律性：①各径阶的平均高随径阶的递增而增加；②在径阶范围内，株数按树高分配亦近似于正态分布；③在全林分内，株数最多径阶的树高接近于该林分的平均高；④在一个径阶范围内，树高的变化要比全林分的树高变化小。为了研究不同林分的树高结构规律，亦可用树高相对值的相关关系绘制肩形曲线寻求其共性。一般情况下，树高的变动范围在0.3～1.30之间，多数集中在0.6～1.20的范围内。最大径阶的平均高因龄组而异，一般中、幼龄林为平均高的1.2倍，近熟林为1.15倍，成熟林为1.10倍。

形数和形率的结构规律

任何林分中，各径阶树木的平均胸高形数（f_1.3）和胸高形率（q₂）都是随其胸径和树高的增加而逐渐减小。林木株数按形率的分配亦近似于正态分布。形率变动系数约为8～10%。

材积结构规律

在各径阶范围内，株数按材积的分布序列与株数按直径的分布一样，亦近似于正态分布，但材积的变动范围较大。如果林分的平均材积为100%，则最小径阶的平均材积仅为20%，而最大径阶材积可达270%。在成、过熟林中，材积变动系数约为40～60%；在同一径阶内材积的变动系数也达13～18%。材积的变动系数与树种、年龄有密切关系，并且比其他任何调查因子的变动系数都大一些。

在自然条件下，混交复层异龄林分内具有各个发育阶段的林木，其树种组成、垂直郁闭和年龄结构等均比同龄纯林复杂得多。对这类林分结构规律的研究，一般可归纳为两种不同的方法。一种是以标准地调查资料为主，把复杂林分划分为简单的同分子林木，即森林分子。每个森林分子以同龄纯林对待进行研究。另一种是小班全林混合检尺，把复杂林分作为一个整体进行研究。

森林分子学说

为了研究复杂林分的结构规律，1927年，苏联特烈其亚科夫（Н.В.Третьяков）提出了森林分子学说。森林分子是指在同一立地条件下生长发育起来的同一树种、同一年龄世代和同一起源的林木。例如某林分有两个树种都分属于同一年龄世代，则此林分就由两个森林分子组成；若该林分中，其中有一个树种分属于两个年龄世代，则此林分由三个森林分子组成；若林分中同一树种分属于两种起源，则该树种划分为两个森林分子。显然，一个同龄纯林只有一个森林分子，若混有少量其他树种，其生长发育过程相近，可划分为树种组进行调查，即视一个树种组为同分子林木。这一学说在苏联和中国东北林区广泛验证的结果是：当把复杂林分划分为森林分子后，在其内部均存在着与同龄纯林相似的结构规律。森林分子学说的提出对研究复杂林分结构规律是一个重要进展。但对极端复杂的林分（如热带雨林）进行林分森林分子划分则是无意义的。

直径结构规律

在以全林为整体的研究方法中，对复杂林分的直径结构研究，目前存在着两种分析结论。一种结论认为，株数按直径的分配多呈递减型或近似递减型分布；另一种结论则认为，在整个林分生长期间直径分布序列的形状是不断变化的，从左偏型向右偏型过渡，其间一度处于正态分布。持后一种结论的观点是：由于统一规定每木检尺起测直径，使平均直径较小的林分漏测了一部分小径阶林木，因而出了递减的反J型分布。

林分结构是一个广义的概念。从测树学、统计学和林学观点研究其中每一个特点，可以建立一定的统计模型以表示林分结构，而这种统计模型是单个观察特征的综合。20世纪70年代以来，在研究林分结构的理论与实践工作中，在利用现代化数理统计和电算技术新成就的基础上，开辟了新的数学模型道路。