La mayor parte del Parque Natural se sitúa en la umbría del Sistema Central. Teniendo que distinguir entre varias áreas, en concreto trataremos 5 zonas de vegetación claramente diferenciadas.

La zona de sierra y montaña (cumbres), las áreas de piedemonte donde domina el pinar - rebollar, las áreas de valles con una frecuente mezcla de quercíneas (Roble melojo, encina y alcornoque), cursos de agua y las zonas situadas a la solana que poseen un microclima mediterráneo el cual permite cultivos como el olivo y el cerezo.

1. Las cumbres, hacia los 1500 msnm. se caracterizan por tener una vegetación de matorral, adaptada a los inviernos muy fríos, de nieve y fuertes temporales. Dos especies florísticas representativas de este área y que no pasan desapercibidas son el cambrión, erizón o piorno fino (Echinospartum ibericum Subsp. pulviniformis) y el Piorno serrano (Cytisus oromediterraneus o purgans). También nos podemos encontrar la Armeria de Salamanca (Armeria salmantica), planta leñosa que forma pequeñas matas y crece únicamente en las Sierras de Francia y Gata en el Sur Salmantino. Otras especies que se pueden observar son la clavelina (Dianthus deltoides) y la merendera (Colchium montanum) además de algunas acostumbradas a las frecuentes nevadas como (Agrostis rupestris) entre otras.

Hay que indicar que por debajo de este piso se produce una zona característica de ecotono, al mezclase la vegetación de montaña con la forestal, compuesta por pinar silvestre de repoblación que encontramos a una ligera mayor altitud que el rebollar.

2. Las áreas dominadas por pinar y rebollar están caracterizadas a gran altura por el pino silvestre (Pinus sylvestris) con una corteza singular y acículas y piñas pequeñas. A menor altitud aparecen los bosques de rebollo o roble melojo (Quercus pyrenaica), que han visto reducidos sus territorios y actualmente aparecen mezclados en muchas ocasiones con pino resinero o pinastri (Pinus pinaster) y castaño (Castanea sativa), muy típicos a menor altitud. Como sotobosque crecen acebos (Ilex aquifolium), serbales (Sorbus aucuparia), mostajo (Sorbus latifolia), aunque la población de éste es muy escasa. También tapizan el suelo del robledal el brezo rojo (Erica australis) y el brezo blanco (E. arborea), la brecina (Calluna vulgaris) de flores rosadas y en floración durante gran parte del año, la carquesa (Chamaespartium tridentatum) sin hojas y con flores amarillo-anaranjadas, además de jaras como el carpazo (Cistus psilosepalus) y jaguarzos (Halimium Sp.) los cuales ocupan los suelos más pobres y degradados.

Al descender de nuevo en altitud, ya por debajo de los 1200 metros se produce un nuevo ecotono con una mayor amplitud de especies florísticas como el helecho (Pteridium aquilinum) o la gatuña o gatiña (Genista falcata), claro indicador del cambio de zona, al mezclarse con el robledal, pinar y castañar otras muchas especies tanto arbóreas como arbustivas que aparecerán a cotas menores, llegando muchas de ellas hasta las zonas de valle y cursos de agua.

3. Como comentaba en el párrafo anterior, al descender la altura, el rebollar adquiere unas características claramente mediterráneas, entremezclándose con especies como la encina (Quercus ilex) y el alcornoque (Quercus suber) en los fondos de valle, donde le terminan por sustituir. En los valles como el de Las Batuecas encinas, alcornoques y demás arbolado en ocasiones se aprecian pequeños y retorcidos debido a la crudeza del terreno. Forman unos bosques claramente mediterráneos y de condiciones climáticas más húmedas, se presentan acompañados por madroño (Arbutus unedo), labiérnago u olivilla (Phillyrea angustifolia), durillo (Viburnum tinus), arraclán (Frangula alnus), enebro (Juniperus oxycedrus), piruétano o peral silvestre (Pyrus bourgaeana) y arce de montpellier (Acer monspessulanum), además de algún eucalipto (Eucaliptus camaldulensis). Compartiendo valle aparecen robles carballos (Quercus robur) y tejos (Taxus baccata) con frutos rojos y del que existen algunos ejemplares siendo dos de los emblemas florísticos del valle de las batuecas.

En este punto también debemos resaltar la existencia de la famosa "Haya de Herguijuela" (Fagus sylvatica), en Herguijuela de la Sierra, referida por multitud de autores como una de las más meridionales de la Península Ibérica.

En el subpiso de matorral se podrían citar gran cantidad de especies florísticas de las que a modo resumen se nombran las siguientes; jara macho (Cistus populifolius), jara pringosa (Cistus ladanifer), cantueso (Lavandula stoechas), torvisco (Daphne gnidium), escobas (Cytisus Sp.) y rosal silvestre (Rosa Canina) entre otros.

Esta vegetación citada en el punto 3 en ocasiones aparece en las cercanías de los ríos de la zona, sin embargo no se puede decir que esta sea la flora típica de los cursos de agua del Parque Natural.

4. El Parque Natural posee numerosos arroyos y corrientes de agua, cuya vegetación en ocasiones no forma grandes bosques de ribera, pero en los casos en los que este bosque se desarrolla se pueden encontrar fresnos (Fraxinus angustifolia), sauces (Salix Sp.) cuyas especies frecuentemente se hibridan y alisos (Alnus glutinosa), los cuales en algunos lugares del Espacio Natural forman auténticos bosques dignos de visita. También merece la pena citar el helecho real (Osmunda regalis) de color verde vivo que crece al amparo de estos ríos llegando a alcanzar los 2 metros de altura.

5. Dentro del Parque se encuentran también grandes áreas cultivadas de árboles frutales, viñedos y olivares, a cotas bajas en la zona sur de espacio y en las cercanías de los municipios que miran al Alagón. Entre estos cultivos destacan por su extensión el olivo (Olea europaea) y el cerezo (Prunus avium) y son base económica de algunos pueblos de la Sierra como Madroñal, Cepeda o Sotoserrano.