欧洲百合会在傍晚开放，到了夜间就会散发出浓厚甜蜜的芳香气味，能吸引很多具长喙的鳞翅目昆虫前来传粉，如天蛾科（Sphingidae）的小豆长喙天蛾（Macroglossumstellatarum）和红节天蛾属（Sphinx）昆虫均是欧洲百合的主要传粉昆虫。

被片下部的中心是由两部分组成的蜜腺沟，沟内会聚集边缘细胞分泌的花蜜，被片上被毛，覆盖住蜜腺沟，因此只有具长喙的昆虫才能伸进10－15毫米长的蜜腺沟中吸食花蜜。由于花朵下垂，被片表面为革质，非常油滑，不利于昆虫抓紧，不过对于能够悬空吸食的昆虫却是很容易得到花蜜的。此外，夜蛾科（Noctuidae）的冬夜蛾（Cuculliaumbratica）能用前足并拢扣在花上以支撑扇动的翅膀，这样在吸食花蜜的同时也有利于传授花粉。斜向一侧的花朵可以由凤蝶总科的蝴蝶来传粉和授粉。分布于加利福尼亚的欧洲百合近缘种由蜂鸟（Trochilidae）来传授花粉。

首先飞到柱头上的外来花粉会进入柱头。当昆虫来吸蜜时，它们头部和身体上的花粉也会传到花上。花的结构使花粉总能接触到柱头，因此就为自花受粉创造了可能，然而对于欧洲百合，植物自交不亲和性（英语：Self-incompatibilityinplants）阻止了自花受精。

欧洲百合在茂密荫蔽的森林中能生长得很茂盛，叶片会非常碧绿，但植株仅能开寥寥数朵花，甚至不开花。