Đặc điểm khí hậu, địa hình của VQG Pù Mát đã tạo nên hệ thực vật khá phong phú, đa dạng. Trong tổng diện tích 91113 ha, diện tích đất có rừng là 84065 ha trong đó rừng giàu chiếm 20716 ha, rừng trung bình 24650 ha, rừng nghèo 24201 ha, rừng lùn, rêu và địa y là 1640 ha, rừng đang phục hồi chiếm 3715 ha, rừng hỗn giao gỗ, tre nứa chiếm 3734 ha. Trong tổng số 86000 ha của vùng đệm có 68540 ha là diện tích đất rừng che phủ.
Kết quả điều tra đa dạng sinh học của dự án chuyển hạng khu bảo tồn thiên nhiên Pù Mát thành Vƣờn Quốc Gia Pù Mát năm 2001 cùng với các kết quả nghiên cứu, khảo sát trƣớc đó của các nhà khoa học khái quát một số kiểu rừng chính và kiểu phụ của thảm thực vật trong VQG Pù Mát nhƣ sau:
- Kiểu rừng kín thƣờng xanh hỗn giao cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới. Kiểu rừng này phân bố ở độ cao trên 900 m phía Bắc và trên 800 m ở phía Nam VQG. Loại rừng này chiếm diện tích khoảng 27364 ha (29.5% tổng diện tích) và vẫn còn giữ đƣợc tính nguyên sinh cao. Các loại thực vật hạt trần quý hiếm quan trọng đƣợc tìm thấy ở đây có thể kể đến nhƣ: Pơ mu, Xa mộc, Hoàng đàn giả (Darcyium elatum), Thông lông gà (Dacrycarpus imbricatut),... Hầu hết ở đây là những loài đã đƣợc đƣa vào Sách đỏ Việt Nam cho mục đích bảo tồn.
Cấu trúc của loại rừng này có 3 tầng rõ rệt:
+ Tầng ƣu thế sinh thái: với các loại Pơ mu, Thích, Sến, Mật, Trâm, Sa mộc... cao từ 18-20m.
+ Tầng dƣới tán: các cây nhỏ của các loài kể trên và các loài khác nhƣ Re gong, Ngũ gia bì chân chim và một số loài trong họ cà phê, chè... cao dƣới 5m.
+ Tầng thảm tƣơi: Dƣơng xỉ, Trọng đũa, các loài mua núi... nhƣng không thành thảm liên tục.
- Kiểu rừng lùn
Rừng lùn ở VQG Pù Mát xuất hiện ở đai cao trên 1500m, trên các dông và các chỏm núi dốc. Diện tích rừng lùn chiếm khoảng 1,6% diện tích tự nhiên. Thành phần thực vật rừng lùn có các loài Đỗ Quyên, Sồi Lào, Hồi, Re lá nhỏ và các loại Phong lan.
Cấu trúc rừng lùn có 2 tầng:
+ Tầng ƣu thế là các loài kể trên có đƣờng kính từ 13-15cm cao bình quân 8-9m thân cong, có rêu và địa y dày bọc thân và cành.
+ Tầng dƣới tán: có các loài trong họ Mua, Rêu, Dƣơng xỉ. - Rừng kín thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới
Rừng thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới nằm ở đai cao 800m về phía Nam và 900m về phía Bắc, chiếm 47,3% diện tích VQG và có khoảng hơn 1000 loài.
Cấu trúc rừng và tổ thành thực vật của kiểu rừng xanh mƣa ẩm nhiệt đới gồm các ƣu hợp và chia ra các tầng rõ rệt:
+Các ƣu hợp:
Ƣu hợp Sao mặt quỷ (Hopeo mollissima): Giổi, Trám trắng, Nhọc, Re hƣơng, chiếm 25-30% trong tổ thành loài phân bố ở độ cao từ 300-400m.
Ƣu hợp Sao hải nam-Giổi-Re-Sâng phân bố ở đai 400-600m;
Ƣu hợp Thích (Acer laruinum)-Giẻ lá tre-Kim giao-Sấu-Giổi, phân bố ở độ cao 400-600m;
Ƣu hợp Chò Chỉ-Re gong-Trâm-Máu chó phân bố ở độ cao 600-800m; + Các tầng cấu trúc:
Tầng vƣợt tán với các loài: Chò chỉ, Sao mặt quỷ, Sao hải nam... tạo thành tán rừng không liên tục cao từ 35-40m;
Tầng ƣu thế sinh thái gồm rất nhiều loài tham gia và tạo thành tán rừng liên tục nhƣ các loài Sao mặt quỷ, Trám trắng, Re, các loài thuộc họ Giẻ, Bời lời,...
Tầng dƣới tán bao gồm những loài thuộc họ Bứa nhƣ Tai chua, Bứa, họ Du, họ Na nhƣ Thâu lĩnh, họ Mùng quân nhƣ Nang trứng....
Tầng cây bụi thảm tƣơi bao gồm các loài Dƣơng xỉ, Song mây, Trọng đũa... những loài thân cỏ trong họ Ráy họ Gừng...
- Tràng cỏ, cây bụi, cây gỗ rải rác
Là diện tích trƣớc đây đã canh tác nƣơng rẫy, song thời gian bỏ hoá chƣa đủ để diễn thế trở thành rừng. Loài hình này chiếm diện tích nhỏ khoảng 1,4% diện tích VQG phân bố chủ yếu ở hai lƣu vực suối chính Khe Thơi và Khe Khặng bao gồm những trảng cỏ tranh, Lau, Sở y, Sim, Mua...
- Đất canh tác nông nghiệp và nƣơng rẫy
Chiếm diện tích không đáng kể khoảng 0,4% diện tích VQG tập trung ven Khe Khặng, diện tích khoảng 15ha đất thổ cƣ, 30ha đất màu ven suối và ruộng nƣớc, 300 ha diện tích đất nƣơng thuộc 3 bản ngƣời Đan Lai ở lƣu vực Khe Khặng, diện tích đất nƣơng rẫy này chủ yếu trồng sắn và ngô cung cấp tại chỗ cho ngƣời dân địa phƣơng.