Arten kendes fra andre danske gøgeliljer på afstanden mellem dens støvknaprum, der er stor og som bliver større nedadtil. Derudover er dens støvfang mere end dobbelt så bredt som sporemundingen, og spidsen af sporen er sammentrykt fra siderne. Skov-gøgelilje forveksles oftest med bakke-gøgelilje, men til forskel har bakke-gøgelilje støvknaprum, der sidder parallelt og forholdsvis tæt ved siden af hinanden.

Skov-gøgelilje blomstrer i juni og i begyndelsen af juli. Da blomsten ikke har nogen 'landingsbane' på læben, kan den kun bestøves af insekter, der kan stå stille i luften, og som derudover har en god lugtesans, et godt syn og en lang snabel. Blomsterne hos skov-gøgelilje dufter næsten ikke om dagen, men udsender om aftenen en sød duft. Denne duft tiltrækker natsværmere, som med deres lange snabler kan nå ned til nektaren i bunden af blomstens spore. Herunder klistres der blomsterstøv på natsværmeren i form af en støvkølle. Når natsværmeren herefter besøger en ny skov-gøgelilje, vil støvkøllen ramme støvfanget i den nye blomst, som på denne måde bliver bestøvet.

Skov-gøgelilje er knyttet til åbne skove, i krat, på enge og overdrev - ofte hvor jorden er rig på næring og kalk.

Arten er ret almindelig i Østjylland og på Øerne, men sjælden i det øvrige Danmark. Dens globale udbredelse strækker sig i et bredt bælte fra De Britiske Øer gennem Europa mod Mellemøsten og Kaukasus til tempererede områder i dele af Central- og Østasien.

Danmarks vilde orkidéer af Henrik Æ. Pedersen & Niels Faurholdt (2010)

Miljøstyrelsen

Skov-gøgeliljens videnskabelige slægtsnavn Platanthera er sammensat af to græske ord, platys og anthera, der hhv. betyder bred og støvknap, som tilsammen henviser til bredden mellem de to støvknaprum. Dens videnskabelige artsepitet chlorantha består af de græske ord chloris, der betyder grønlig, og anthos, der betyder blomst, og hentyder til blomstens farve.