Łodygi łatwo ukorzeniają się w glebie. Siedlisko Gatunek ciepłolubny. Pochodzi z obszarów o cieplejszym klimacie i jest wrażliwa na mróz, mimo to rozprzestrzenia się w Polsce. Rośnie zarówno w miejscach nasłonecznionych, jak i ocienionych. Występuje na takich samych siedliskach ruderalnych i segetalnych, jak żółtlica owłosiona: nieużytki, wysypiska ziemi i gruzu, przychacia, szczeliny murów, place budów, parki, cmentarze. Często obydwa gatunki występują razem. Preferują takie same gleby; piaszczyste, piaszczysto-gliniaste lub próchnicze i obydwa są roślinami azotolubnymi. W uprawach rolnych żółtlica drobnokwiatowa jest chwastem, głównie w uprawach roślin okopowych i w ogrodach. W klasyfikacji zbiorowisk roślinnych gatunek charakterystyczny dla Ass. Galinsogo-Setarietum.
Zmienność Tworzy mieszańce z żółtlicą owłosioną (Galinsoga × mixta). Genetyka Liczba chromosomów 2n = 16.