- Thực vật ngập mặn:
Theo thông kê của báo cáo Đa dạng sin học Vƣờn Quốc gia Bái Tử Long, hiện nay khu vực nghiên cứu có 24 loài thực vật ngập mặn; trong đó nhóm cây ngập mặn thực sự có 9 loài chiếm 52,9% tổng số loài của RNM và có số lƣợng cá thể nhiều, đóng vai trò quan trọng trong các quần xã thực vật của rừng ngập
mặn nơi đây; bao gồm Sú (Aegyceras corniculatum), Ô rô gai (Acanthus ilicifolius), iá (Excoecaria agallochưa), Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza), Trang (Kandelia candel), Mắm (Avicennia mưarina), Cui biển (Heritirea littoralis), Đƣớc vòi (Rhizophora stylosa), Chà là (Phoenix palưudosa) phân bố ở Tây các đảo và các thung áng (Cái Đé...).
- Rong biển:
50 loài Rong biển, thuộc 4 ngành là rong Lam, rong Đỏ, rong Nâu và rong Lục. Trong đó, Rong Đỏ (Rhodophyta) 17 loài (chiếm34% tổng số loài); Rong Nâu (Phaeophyta) 16 loài, (chiếm 32% tổng số loài); Rong Lục (Chlorophyta)
14 loài (chiếm28% tổng số loài) và rong Lam (Cyanophyta) có 3 loài (chiếm 6% tổng số loài), chủ yếu phân bố ở phần trên dải từ vùng triều giữa xuống đến độ sâu khoảng 5 m so với 0 m Hải đồ.
- Cỏ biển:
Diện tích các thảm có biển ở VQG khoảng 10ha, phân bố rải rác tại các khu vực có đáy dạng cát-bùn nhƣ Chƣơng Di, sông Mang, vụng Lố Hố, vụng Cái Đé, vụng Trà Thần, áng Ông Tích. Thảm cỏ biển bao gồm các loài thực vật bậc cao thuộc lớp một lá mầm, bộ thủy thảo. Trong VQG đã phát hiện đƣợc 2 loài gồm loài cỏ Xoan - họ Thủy thảo và cỏ Lơn Nhật Bản – họ cỏ Lơn.
- Thực vật phù du:
Tổng hợp các kết quả nghiên cứu cho thấy khu vực có 292 loài thuộc 4 lớp, 10 bộ, 39 họ. Trong đó, lớp tảo Silic (Bacillariophyceae) có 197 loài, 64 chi, 25 họ, 2 bộ, chiếm khoảng 67,47% tổng số loài; Lớp tảo Giáp (Dinophyceae) có 90 loài, 24 chi, 11họ, 5 bộ (30,82% tổng số loài); Lớp tảo Kim (Dictyochophyceae)
có 2 loài, 1 chi, 1 họ, 1 bộ (0,68% tổng số loài); Lớp tảo Lam (Cyanophyceae)
có 3 loài,2 chi, 2 họ, 2 bộ (1,03% tổng số loài). Thành phần Thực vật phù du ở vùng biển Bái Tử Long khá phong phú và đa dạng, sự phân bố số lƣợng loài trong các chi Tảo có sự sai khác khá lớn. Trong đó, chiếm ƣu thế về số loài là chi tảo Giáp Protoperidinium 23 loài, các chi tảo Silic Chưaetoceros (20 loài),
Coscinodiscus (16 loài), Rhizosolenia (15 loài), tảo Giáp Ceratium (14 loài),
Gonyaulax (10 loài), Dinophysis (8 loài), Biddulphia (7 loài). Các chi còn lại có số loài dao động từ 1 -5 loài, trong đó chủ yếu gặp từ 1 - 2 loài.