Jungfru Marie nycklar är vår vanligaste orkidé av Dactylorhiza-släktet. Den hör främst hemma på sur och näringsfattig torvmark och växer huvudsakligen på blöta, mer eller mindre skogbevuxna ställen. Den är minst lika vanlig i sura som i rikare trakter. Man finner den i myrarnas randzoner, särskilt i fuktdrag med vattenklöver Menyanthes trifoliata, kärrfräken Equisetum palustre och hjortron Rubus chamaemorus, i myrutlopp eller myrhalsar – rån. Däremot står den sällan ute på öppna, blöta partier av stora myrar. Den finns regelbundet i fattigkärren men saknas heller inte i rikkärren. Dessutom finns den i små växelblöta fuktsvackor i skogen, i vide- och alsumpskog. I granskogssluttningar växer den helst på vitmossa eller bland skogsfräken Equisetum sylvaticum.
Man påträffar också Jungfru Marie nycklar i höljor av mossevegetation i tjärnarnas kanter, ibland också på kärriga stränder vid skogsbäckar och skogssjöar. Dessutom är den typisk för små sluttande myrar på de kustnära bergens sidor med följeväxter som slåtterblomma Parnassia palustris, stjärnstarr Carex echinata och bindvide Salix aurita. Runt högmossar vid kusten finns den i laggen. Arten etablerar sig i myr- och skogsdiken och i gamla vattenförande diken längs skogsbilvägar. Ibland ses den i ängsmark på näringsfattiga skogsodlingar som t.ex. i Indal. Jungfru Marie nycklar växer blötare än skogsnycklar subsp. fuchsii, och på marker med lägre pH.