Cuenta con más de 1.290 especies vegetales catalogadas.
La flora de Sierra Mágina refleja el encuentro entre la montaña mediterránea y la campiña olivarera. En las zonas bajas domina el olivar, que no solo forma el paisaje, sino que también es la base de la economía local y del aceite con Denominación de Origen Sierra Mágina. Entre los olivares aparecen huertas, almendros, cerezos y pequeños frutales que aprovechan el agua de fuentes y manantiales, y recuerdan la larga tradición agrícola de la comarca.
En las partes más altas, el clima es más frío y el suelo más pedregoso. Aquí crecen plantas bajas y muy resistentes, como la sabina rastrera y los espinos, y algunos pinares de pino laricio en lugares como el Pinar del Gargantón. En estas cumbres se encuentran también algunas plantas únicas en el mundo, como la Junírea fontqueri (en peligro de extinción), la glandora, unas veinte especies diferentes de orquídeas silvestres y otras que hacen de Sierra Mágina uno de los lugares más ricos y singulares de Andalucía.
En cotas intermedias dominan bosques mixtos de encinas, quejigos mezclados con abundantes arbustos como el enebro, y la sabina. Destaca el Pinar de Cánava como uno de los mejores ejemplos de pinar negro.
Los valles y riberas de los ríos completan el mosaico vegetal: en el río Cuadros, por ejemplo, se conserva un extenso adelfar que constituye una de las formaciones más representativas de la vegetación de ribera de la zona; y en lugares como Pegalajar, las huertas escalonadas evidencian la adaptación histórica de la población al relieve y el aprovechamiento tradicional del agua.