La majeure partie des Baronnies est placée dans l'aire du climat méditerranéen. Les faibles précipitations, les gelées importantes en hiver, les variantes d'altitude, offrent à ce massif une grande diversité de milieux. Plus de 1800 espèces végétales, plantes à fleurs et fougères sont connues à ce jour. La flore des Baronnies est composée à 5% d'espèces endémiques. Les espèces arborées les plus communes sont les chênes vert et pubescent, les pins d'Alep, Sylvestre et Noir, sur les versants Nord des montagnes, le hêtre. Tout botaniste est en admiration devant le Sabot de Vénus, la pivoine, le lis martagon, la tulipe, l'Ophrys de la Drôme. Il ne peut ignorer la beauté des tapis d'Aphyllantes de Montpellier, des Catananches, des Orchidées…
  
De part son relief contrasté et ses influences climatiques, les Baronnies présentent une grande diversité de milieux naturels.
Les forêts méditerranéennes : elles sont situées principalement sur la moitié ouest des Baronnies, constituées de pins d'Alep (plus localement de pins parasols) et de chênes verts et englobent aussi des formations denses et épineuses comme les garrigues.
Les forêts supra-méditerranéennes : elles sont situées entre 500 et 1000 m. d'altitude et sont dominées par le chêne blanc. Le pin sylvestre .
Les forêts montagnardes : elles sont localisées sur les versants nord au dessus de 1000 m.. C'est le territoire des hêtraies et hêtraies-sapinières.
Les forêts alluviales : ce sont les boisements situés le long des cours d'eau.. Les principales essences arborées sont le Peuplier blanc Populus alba, l'Aulne blanc Aulnus incana, les saules et le Frêne Fraxinus excelsior.
Les plantations : dans la première moitié du XXème siècle, de nombreuses plantations de petite surface de Pin noir d'Autriche ont été réalisées le plus souvent dans le cadre des Retenue des Terrains en Montagne.
 
Les garrigues méditerranéennes : à dominante sèche. Les Buis Buxus sempervirens, genévriers et chênes verts s'y développent. Sur sol marneux, elles alternent avec les surfaces ravinées des marnes noires.
Les landes et pelouses montagnardes : elles se rencontrent en altitude et sont liées à l'exploitation pastorale de ces surfaces ou aux mauvaises conditions locales qui gênent le boisement spontané (climat rude, sol squelettique).
Les crêtes de Raton