Gräsnate förekommer framförallt i rinnande vatten, särskilt i älvarna och de större åarna. Den växer på fasta mineralbottnar och tål inte att frysa in under vintern. Ibland går den också upp i mindre skogsåar och bäckar, främst på steniga, forsande ställen. Då kan den växa grunt, t.o.m. där det torkar ut under sommaren. Gräsnate förekommer även på djupt vatten i klara och medelrika skogssjöar, gärna på sandbotten. I näringsrikare sjöar kan den finnas om vattenomsättningen är god, t.ex. i Tuna Marmen. I kustbandet växer den gärna i småbäckar, t.ex. i Timrå Märlobäcken och Njurunda bäcken i Rönnbottensviken, och den kan även finnas i utsötat havsvatten, åtminstone i Alnösundet vid Alnö Johannesnäs.
Gräsnaten är mycket mångformig, sannolikt främst beroende på dess många ståndortstyper. I djupa strömfåror kan den bli mycket lång, 3–5 meter, som i Haverö Ytterturingen; den är då i regel långbladig och saknar flytblad. I lugnt vatten utvecklar den flytblad, mera rent gröna än gäddnatens, t.ex. i Attmar Österlångedssjön.