Tutkijat uskovat, että hunajamehiläisen alkuperäiset elinympäristöt ovat trooppinen ilmasto ja metsäiset alueet. Hunajamehiläiset voivat viihtyä luonnollisissa tai kotieläinympäristöissä, vaikka ne asuvat mieluiten puutarhoissa, metsissä, hedelmätarhoissa, niityillä ja muilla alueilla, joilla on runsaasti kukkivia kasveja. Luonnollisessa elinympäristössään hunajamehiläiset rakentavat pesiä puiden koloihin ja esineiden reunojen alle piiloutuakseen saalistajilta.

Monet uskovat, että hunajamehiläiset ovat peräisin Afrikasta ja levinneet Pohjois-Eurooppaan, Itä-Intiaan, Kiinaan ja Amerikkaan. Koska hunajamehiläiset on kuitenkin kesytetty tuottamaan hunajaa ihmisravinnoksi, niitä tavataan nykyään kaikkialla maailmassa eri elinympäristöissä.

Lämpimän ilmaston hunajamehiläiset, kuten eurooppalaiset hunajamehiläiset, varastoivat suurempia määriä hunajaa kuin muut alalajit, koska niiden on säilytettävä tietty lämpötila pesän sisällä selviytyäkseen talvella. Näissä ilmastoissa elävät mehiläiset sopeutuvat hyvin ympäristöönsä vain silloin, kun työntekijät ovat luoneet suuren pesän, jossa on hyvin eristetyt sisätilat. Kerätäkseen riittävästi hunajaa seuraavaa talvea varten keräilijät parveilevat aikaisin keväällä.

Koska trooppisten elinympäristöjen mehiläiset, kuten afrikkalaiset hunajamehiläiset, eivät koe pitkiä viikkoja kestävää kylmää säätä, niiden ei tarvitse rakentaa suuria ja hyvin eristettyjä pesiä, tuottaa tuhansia työläisiä tai varastoida suuria määriä hunajaa. Trooppisessa elinympäristössä elävän mehiläisen parveutuminen riippuu suurelta osin ravinnonlähteiden runsaudesta eikä niinkään vuodenaikojen mukaan määräytyvistä tekijöistä. Riippumatta siitä, elävätkö mehiläiset trooppisessa vai lauhkeassa ilmastossa, hunajamehiläiset pitävät pesänsä lämpötilan vakiona 90-95 celsiusastetta.

Talvella hunajamehiläiset kuluttavat hunajaa ja käyttävät aineenvaihduntalämpönsä tarjotakseen lämpöä kaikille pesän yksilöille. Sitä vastoin hunajamehiläiset käyttävät varastoidusta nektarista saatavaa nestettä haihtuvana jäähdytysaineena lämpiminä vuodenaikoina. Näillä menetelmillä varmistetaan, että vuodenaikojen vaihtelut eivät vaikuta niiden sisäisiin elinympäristöihin.