Богат флористический состав национального парка, который представлен значительным количеством высших сосудистых растений (более 2000 видов), мхов, лишайников и грибов. Среди травянистых растений много реликтовых: ветренница алтайская, княжик сибирский, астрагал сладколистный, мятлик алтайский.
Особую ценность представляют редкие виды, которые нуждаются в охране, а некоторые из этих видов (более 30 видов) находятся на грани исчезновения и занесены в списки Красной книги Республики Казахстан это:долгоног снеговой, ревень алтайский, кандык сибирский, тюльпан разнолепестный, башмачки крупноцветный и настоящий, сибирка алтайская, плаун баранец, леонтица алтайская, пион степной, родиола розовая, волчеягодник алтайский.

Основное же достояние национального парка – это леса, которые зеленым ожерельем опоясывают горы, смягчая и регулируя климат, они выполняют почвозащитную и водорегулирующую роль, сохраняя от эрозии крутые склоны седых гор, которые являются истоками многочисленных речек впадающих в грозную Бухтарму. Леса здесь незначительно изменены хозяйственной деятельностью и имеют малые потери от лесных пожаров.

Горные леса распространены на высоте от 1000 до 3200 м над уровнем моря. Они дают приют и корм зверю и птице. Это вечнозеленые кедр, ель и пихта, а также лиственница, которая на зиму сбрасывает свою хвою, а с приходом весны покрывается нежной ювенильной хвоей. Из лиственных -  это белоствольная береза, тополь, осинка, дрожащая на ветру и много видов различных ив, которые встречаются в пойме горных рек и ручейков, занимая заболоченные места. Кустарниковая флора  насчитывает более 50 видов: малина, смородина, шиповник, таволга, кустарниковые ивы,  ерник  и др.

Актуальные данные учета покрытия площадей той или иной древесной категории:

  • хвойной породы – 144040 га;
  • мягколиственной породы – 48867 га;
  • кустарники – 67477 га

Общая площадь покрытая лесом – 260384 га.