Растет в степях, по крутым каменисто-щебнистым склонам, местами в значительных количествах, особенно на выпасах, по всему Забайкалью; в Прибайкалье встречается реже, в основном и центральных и восточных районах Иркутской области, в Предсаянье и в Саянах. Цветет с конца июля до начала сентября.
В качестве сырья заготовляют траву в период цветения, срезая неодревесневшие цветущие стебли с листьями. Сушат обычным способом. Трава полыни холодной содержит флавоноиды, аскорбиновую кислоту, 0,12-0,6% эфирного масла, в составе которого 8-10% 1-фенхона, 18-20% цинеола, 43% борнеола (Ларин с соавт., 1956). Благодаря наличию борнеола и большим запасам сырья, может иметь промышленное значение для получения камфоры.
Полынь холодная широко применяется в народной медицине Восточной Сибири, особенно Иркутской области и Бурятии, при различных нервных расстройствах в качестве успокаивающего средства, при истерии, бессоннице, неврастении, неврозах сердца, болях в области сердца, сильном сердцебиении, гипертонии, невритах, чувстве страха, психических расстройствах, головной боли, болях в области желудка и кишечника, при зубной боли. Обычно в этих случаях назначают водный настой, приготовляемый из 1-2 чайных ложек измельченной травы полыни холодной на 1 стакан воды, и принимают по 1 столовой ложке 3-4 раза в день перед едой. Водочную настойку (1:10) принимают по 15-25 капель в качестве средства, улучшающего аппетит и регулирующего пищеварение; при расстройствах желудочно-кишечного тракта, в том числе и кровавых поносах; при отеках сердечного происхождения в качестве мочегонного средства. Водный настой и отвар часто используют как общеукрепляющее средство при тяжелых общих заболеваниях, при туберкулезе, при лихорадочных заболеваниях, простуде в качестве потогонного и отхаркивающего средства, при бронхитах, воспалении легких и в других случаях. Ванны из настоя травы часто назначаются при ревматизме, радикулитах, ишиалгии, остеохондрозе, артритах, миалгии, болях в костях и т. д.