Desde el exterior, la sierra parece desarbolada, pero su interior alberga extensos, viejos y bellos encinares y quejigales, y un pinar de pino laricio a gran altitud. De gran importancia ecológica son los sabinares de sabina mora (Juniperus phoenicea), por constituir uno de los ecosistemas más raros y singulares de Andalucía.
Es muy característica la presencia de grandes extensiones de matorral y bosques de pinos carrascos en la zona basal del sur y este del Parque. Encinas y quejigales en las altas laderas, así como masas forestales de pino carrasco y pino salgareño (Pinus nigra subsp. clusiana), con sabinas y enebros rastreros
Entre su numerosa flora de la que se han catalogado más de un millar de especies, destacan Jurinea fontqueri, Vicia glauca subsp. giennensis, Lithodora nitida y Helianthemum frigidulum, por ser endemismos exclusivos de este Parque y estar en peligro de extinción. Lentisco, cornicabra, agracejo y espino, en el sotobosque.