Môi trường sống và sự phân bố Pyrocephalus obscurus

Một cá thể trống đang đậu trên cây ocotillo ở Arizona

Vùng phân bố của chim đớp ruồi đỏ son bao phủ gần như toàn bộ Mexico, trải dài theo hướng bắc về phía Tây Nam Hoa Kỳ và trải dài về phía nam đến nhiều vùng khác nhau thuộc Trung Mỹ, một phần của Tây Bắc và Trung Tâm Nam Mỹ. Ở phía bắc, vùng phân bố của loài chim này cũng kéo dài đến tận Canada.[20] Những cá thể ở Bắc Mỹ hầu hết là chim di trú. Chúng chỉ di cư đến rìa của khu vực, trong khi những cá thể sống ở Nam Mỹ, đặc biệt là những cá thể sống xa hơn về phía nam có thể di cư đến tận các vùng cực bắc của Amazônia Legal. Điều này cho thấy đây là loài chim có xu hướng trú đông ở những khu vực có nhiệt độ không xuống thấp hơn −1 °C (30 °F). Quãng đường di trú của chim đớp ruồi đỏ son có thể lên tới 4.000 km (2.500 dặm). Những cá thể sống tại Bắc Mỹ thường di cư vào cuối tháng 8 và quay trở về trong khoảng từ tháng 2 đến tháng 4.[2] Khả năng di trú tạo tiền đề quan trọng cho quá trình thuộc địa hoá rộng khắp lục địa châu Mỹ của loài chim này.[8]

Chim đớp ruồi đỏ son ưa thích những khu vực mở. Chúng thường sống trên các tán cây hoặc các cây bụi ở trảng cỏ, bụi rậm, đất nông nghiệp, rừng ngập nước hay thậm chí sa mạc, nhưng thường ở gần khu vực có nước.[20] Phạm vi sinh sống của loài chim này có thể đạt đến độ cao 3.000 m (9.800 ft). Một nghiên cứu ở Arizona đã phát hiện ra rằng nơi sinh sản chủ yếu của chim đớp ruồi đỏ son là các loài cây thuộc chi Dương hoặc cây mesquite, ngoại trừ Populus fremontii. Trong khi đó, nơi làm tổ ưa thích của chúng là các tán cây gỗ như Salix gooddingii, vì những tầng cây thấp thường là nơi xâm lấn của cây cỏ gà.[2]