Les chardonnerets d'Amérique sont répartis dans toute l'Amérique du Nord, de la côte Atlantique à la côte du Pacifique, avec une migration du nord vers le sud lorsque le temps commence à se refroidir à l'automne. Les chardonnerets se produisent aussi loin au nord comme le sud du Canada en été, et aussi loin au sud que le nord-est du Mexique en hiver.
Il existe quatre sous-espèces de chardonneret jaune dont les migrations se chevauchent. Les chardonnerets américains sont considérés comme des oiseaux migrateurs à courte distance, avec des troupeaux qui se rassemblent au printemps et à l'automne pour migrer vers le nord ou le sud à la recherche d'un plus grand approvisionnement alimentaire. Au printemps, des volées de chardonnerets d'aussi loin que la côte est du Mexique migrent vers le nord vers des aires de reproduction à travers les États-Unis et le Canada. L'aire de reproduction s'étend de la Saskatchewan au Canada, à l'ouest jusqu'au nord de la Californie et à l'est jusqu'en Caroline du Nord.
Après la reproduction et l'élevage des poussins, les troupeaux se rassemblent à nouveau pour migrer vers le sud à l'automne. L'aire d'hivernage s'étend à travers les États-Unis, du nord de la Californie aux Carolines jusqu'au Mexique. Les chardonnerets semblent préférer les zones où la température moyenne de janvier tombe en dessous de zéro degré Fahrenheit. Le centre des États-Unis accueille des chardonnerets américains toute l'année, avec des oiseaux régulièrement repérés dans les mangeoires d'oiseaux pendant les mois d'hiver.
