Aunque dominada por la importancia de su ornitofauna las formaciones vegetales del parque natural y su entorno merecen ser valoradas por su grado de conservación y por su diversidad.
El entorno del parque está constituido en su mayor parte por terrenos adehesados con la Encina (Quercus ilex subsp. ballota) dominando en la parte este y el Alcornoque (Quercus suber) en la zona oeste de mayor influencia atlántica. De la degradación de los primeros han surgido formaciones de retamares (Retama sphaerocarpa) y pastizales naturales de tipo pseudoestepario concentrados en los Llanos de Brozas y Alcántara.
Dentro del Parque Natural encontramos las formaciones típicas del ribero, el monte mediterráneo dominado por la encina y diversas especies de jara con una cobertura total del terreno salvo en los afloramientos rocosos. En estos terrenos con suelos tan inestables y raquíticos no se llegan a desarrollar árboles de grandes dimensiones y el matorral nunca es dominado como ocurre en los bosques. En función de la orientación resulta fácil diferenciar la vegetación de las laderas de solana de la de las laderas de umbría. En las primeras la vegetación aparece más empobrecida por la menor humedad siendo dominadas por un encinar con un denso matorral de Jara pringosa (Cistus ladanifer), Ahulaga (Genista hirsuta) y Cantueso (Lavandula stoechas subsp. sampaiana) y de manera testimonial otras especies más abundantes en las umbrías como Olivilla (Phillyrea angustifolia) o Torvisco (Daphne gnidium). En algunas zonas especialmente térmicas el Acebuche (Olea europaea subsp. sylvestris) puede ser la especie dominante acompañado de Espino negro (Rhamnus oleoides) y Esparraguera blanca (Asparagus albus). En las umbrías el panorama cambia completamente y la vegetación se diversifica enormemente, la Encina sigue siendo la especie dominante aunque ahora hay varias especies arbustivas que compiten con ella como Madroño (Arbutus unedo), Labiérnago de hoja ancha (Phillyrea latifolia), Cornicabra (Pistacia terebinthus), Lentisco (Pistacia lentiscus), Arce (Arce monsspessulanum), Durillo (Viburnum tinus), Brezo arbóreo (Erica arborea), Majuelo (Crataegus monogyna) y Piruétano (Pyrus bourgaeana) que llega a formar densos bosquetes. En determinadas zonas donde los suelos están más desarrollados o la humedad es mayor otros árboles como el Quejigo (Quercus faginea subsp. broteriana) y el Almez (Celtis australis) enriquecen la vegetación. Por el contrario, en suelos raquíticos el Enebro (Juniperus oxycedrus) aparece de manera muy puntual pero a lo largo de todo el Parque. En estas zonas umbrosas y por efecto de las nieblas abundantes un líquen epífito la Ramalia (Ramalia farinacea) crea grandes cabelleras en las ramas de árboles y arbustos mientras que un helecho con aspecto de líquen la Pinchuíta (Selaginella denticulada) tapiza grandes extensiones de suelo. Bajo este monte se refugian algunas pequeñas plantas de gran belleza como la Orquídea (Orchis morio) que forma poblaciones de miles de individuos, la Meleagria (Fritillaria lusitanica) o la Litodora (Lithodora prostrata).
En los roquedos de umbría encontramos comunidades rupícolas dominadas por el helecho Polipodio (Polypodium cambricum) junto a otras especies que pueden aparecer también en zonas más secas como Dedadela (Digitalis thapsi), Candilillo (Arisarum simorrhinum) o Manzanilla yesquera (Phagnalon saxatile). En los cañones graníticos aparece también la Clavellina de roca (Dianthus lusitanus) junto a cornicabras.
Los cursos de agua estacionales mantienen como vegetación ribereña cordones de un arbusto pinchudo, el Tamujo (Flueggea tinctorea), mientras que en los cauces permanentes no afectados por la zona embalsada se mantiene el Fresno (Fraxinus angustifolia), la Sarga blanca (Salix salviifolia) y algún Aliso (Alnus glutinosa). En los tramos altos del río Sever se mantiene una cerrada formación boscosa ribereña dominada por el Aliso con lianas de Parra silvestre (Vitis vinifera var. sylvestris) y grandes matas de Helecho real (Osmunda regalis).
Dentro de las especies de flora del Parque Natural y su entorno hay que destacar al Lirio Amarillo (Iris lusitanica) endemismo lusoextremadurenses que sólo aparece en el centro de Portugal y la provincia de Cáceres y que alcanza en la zona del Tajo Internacional, en ambas orillas, su área de mayor importancia numérica. Aparece sobre zonas pizarrosas en los riberos. La orquídea Serapia verde (Serapias perez-chiscanoi) también endemismo lusoextremadurense, para la que el Parque representa su límite norte de distribución. La planta carnívora Flor de Rocío (Drosophyllum lusitanicum) que aparece de manera muy puntual y escasa en 5 provincias españolas y varios distritos portugueses y en el norte de Marruecos. Y por último, el Carballo (Quercus robur), especie muy rara en Extremadura, donde ocupa básicamente gargantas serranas del Sistema Central, y cuyo origen en el Parque es un misterio pero que cuenta con unos pocos ejemplares de pequeñas dimensiones próximos al río Tajo y que pueden ser procedentes de bellotas transportadas por las palomas torcaces.