Pela sua posição latitudinal e pequena distância em relação ao oceano Atlântico, a serra da Estrela está sujeita a influências climáticas mediterrânicas, atlânticas e continentais. Estes aspetos, em conjunto com a complexidade orográfica e geológica e com a ação do homem ao longo dos últimos séculos, determinam uma diversidade biológica elevada a nível da flora e da vegetação.

A variação altitudinal considerável desta montanha tem como consequência uma zonação bem marcada da vegetação. Assim, é possível definir três grandes andares de vegetação, basal, intermédio e superior, que podem ser caracterizados pela sua vegetação atual, potencial e respetivas etapas de substituição.

Vale da ribeira de Loriga	Covão da Ponte

O andar basal, desde o sopé da montanha até aos 800-900 metros de altitude, seria formado por vastos carvalhais perenes mediterrânicos de azinheira (Quercus rotundifolia) e sobreiro (Quercus suber), nas vertentes sudeste e sudoeste, e carvalhais caducifólios de carvalho-alvarinho (Quercus robur) a ocidente, norte e noroeste. Extensos bosques de freixos (Fraxinus angustifolia) ocorreriam associados a solos húmidos e, nos vales ao longo das linhas de água, existiriam densas galerias ripícolas de amieiros (Alnus glutinosa), salgueiros (Salix sp.), ulmeiros (Ulmus minor) e azereiros (Prunus lusitanica).

Na atualidade, a maioria destas formações ocupam áreas reduzidas ou desapareceram completamente para dar lugar a áreas de cultivo, prados, pastagens, povoamentos florestais e matos em função das atividades  humanas. Vestígios da primitiva cobertura vegetal deste andar podem ser encontrados ao longo de vales encaixados, dos quais é exemplo o bosque de azereiros de Casal do Rei.

Azinhal, Quinta da Taberna	Azereiro

No andar intermédio, localizado entre os 800-900 metros e os 1600-1800 metros de altitude, a vegetação espontânea potencial seria formada por bosques de carvalho-negral (Quercus pyrenaica) e azinheira, nas vertentes sudeste e sudoeste de características climáticas marcadamente mediterrânicas, e por bosques de carvalho-negral, nas vertentes ocidentais com características mais atlânticas. Sob condições edafo-climáticas mais húmidas desenvolviam-se bosques de bétulas (Betula alba) e teixos (Taxus baccata). Destas formações subsistem manchas residuais, devido principalmente aos incêndios e às práticas agrícolas e silvopastoris. Os antigos bosques foram, assim, substituídos por etapas degradativas representadas por urzais (Erica sp. e Calluna vulgaris), giestais (Cytisus sp. e Genista sp.), ou caldoneirais (Echinospartum sp.) e por prados pioneiros em locais onde a degradação se fez sentir com maior intensidade.

Bosque de carvalho-negral, Manteigas	Caldoneira, serra de Baixo	Bosque de bétulas e teixos

O andar superior, localizado acima dos 1600-1800 metros de altitude, é o menos desenvolvido, não só devido à altitude, como também à sua pequena extensão territorial, sendo, em simultâneo, aquele em que a ação do homem menos se fez sentir. No passado, aquando do recuo dos glaciares, a bétula, o carvalho-negral, o pinheiro-silvestre (Pinus sylvestris) e o teixo marcavam presença neste andar em conjunto com o zimbro (Juniperus communis), o piorno (Cytisus oromediterraneus) e a caldoneira (Echinospartum ibericum).No presente, a vegetação predominante é constituída por um mosaico de formações arbustivas (piornais, caldoneirais, urzais e giestais), marcado pelo domínio do zimbro, que se desenvolve entre prados de montanha, comunidades rupícolas e lacustres.

Neste andar encontram-se muitos dos habitats com estatuto de conservação prioritário na serra, de que são exemplo os cervunais (prados de montanha), as charnecas e os matos de altitude, as cascalheiras e outros ambientes rochosos, as turfeiras e a vegetação marginal e flutuante associada aos biótipos lacustres e cursos de água. Algumas destas comunidades, que em Portugal apenas aqui se encontram representadas, suportam uma grande diversidade de espécies de flora, revestindo-se, por isso, de elevado interesse científico e ecológico.

Zimbral	Cervunal, Nave de Santo António	Teucrium salviastrum

Da flora da Estrela fazem parte um pouco mais de 900 taxa de plantas vasculares, que representam cerca de um terço da fitodiversidade nacional, alguns deles endémicos da serra tais como: Festuca henriquesii, Silene foetida foetida e outros de ocorrência restrita em Portugal, correspondentes a elementos florísticos Mediterrânicos, Atlânticos, Continentais, Alpinos e Boreais. No Parque Natural da Serra da Estrela existem 32 habitats incluídos no Anexo I da Diretiva "Habitats" e cerca de um quarto das espécies de plantas descritas nesta área fazem parte da lista preliminar para o Livro Vermelho das plantas vasculares de Portugal.

Festuca henriquesii	Criptograma sp.