Kärrspiran växer dels i kärr och dels på stränder och tycks särskilt vara anpassad till ytor med växlande vattenstånd. I myrmiljöer är den – främst underarten nordspira subsp. borealis, se nedan – regelbunden i rika, medelrika och måttligt fattiga kärr. Den växer på öppna vidder, oftast i myrarnas blötare, lägre partier. I fattigare och mindre kärr finns den ofta bara vid myrutloppen, så t.ex. på Erikmyrorna i Holm, Stensjöskogen i Liden och Stormyra väster om Jämtkrogen i Borgsjö, 500 m ö.h. Den förekommer i höljor på mattor med t.ex. hirsstarr Carex panicea och strängstarr C. chordorrhiza, liksom i vattenrika högstarrkärr med flaskstarr C. rostrata och mellan tuvor i rikkärr, där den även kan finnas i torrare partier med gles trädvegetation. Den är vanlig i närheten av tjärnkanter eller bäckar och brukar uppträda vid drag i myren.
På stränder är kärrspiran ofta mer storvuxen och går mot den sydliga subsp. palustris. Denna underart tycks vara mer krävande och fordra näringsrikare förhållanden än den nordliga. Den växer såväl i strandkärr på torvmark som på fastare, mineralogen mark. Vid havet finns den på sötvattenpåverkade strandängar, längs vattendrag i inlandet även på öppna strandkärr, ofta vid åoch bäckutlopp. Den förekommer på sumpiga och myrlänta sjöstränder, både i skogsområdet och i näringsrikare trakter, ibland i svackor på glesbevuxna moränstränder. Typisk är den också i lugnsträckor längs åar, särskilt i tuviga partier med styltstarr Carex nigra var. juncella. Någon gång – mer förr – kan den ses i grundvattenpåverkade slåtter- och betesängar; mer sällan i diken och då mest längs skogsbilvägar.