Највећу површину чине шуме и шумска земљишта. Са својом разноврсном вегетацијом представља прави „музеј у природи“, у коме су присутне вишеструке комбинације заједничког живота биолошки различитих врста дрвећа. Наизраженији појас шума у клисури је храстов појас, унутар ког су очуване термофилне шумске заједнице. То су површине под шумом храстова сладуна и цера (Quercetum cerris-carpinetosum orientalis). На кречњацима у истом појасу као основни тип се јављашума цера и граба (Quercetum cerris-carpinetosum orientalis). На гребенима и међудолинским косама срећемо китњакову шуму типа: Qуерцетум петраеа, а у увалама и на стрмим осојним странама брдску букову шуму (Fagetum submontanum). На већим надморским висинама, изнад 800 м, брдска букова шума прелази у планинску (Fagetum moesiacae montanum). Као и у већини клисура Србије и овде је карактеристична појава инверзије вегетације: у нижим деловима налазе се мезофилније а у највишим, термофилнији типови шума. Изузетна пример ове појаве је и добро очувана реликтна заједница јавора, граба и букве (Aceri-Ostryo-Fagetum). Повећана влага ваздуха и укупна заклоњеност у кречњачким увалама, кроз које протичу бројни потоци, су омогућили бујан развитак вегетације са мноштвом дрвенастих врста.
Једна од главних одлика клисура, па и ове, је да су оне рефугијуми ретке и реликтне флоре и вегетације. У групу реликтних заједница изузетно важно место заузимају остаци шуме црног бора, који се налазе на окомитим кречњачким стенама Овчара на око 900 м.н.в. Бежећи од конкуренције других врста, црни бор је на кречњачкој литици очувао своје природно станиште. Унутар клисуре, одмах испод стрмих кречњачких литица и гребена планине Каблар, очувала се још једна реликтна биљна заједница са специфичном фитоклимом и земљиштем под називом Русци ацулеати-Qуерцетум миџтум, где се у приземном спрату јавља кострика (Ruscus aculeatus).
Најважније за ову клисуру, било да се ради о изданачким шумама, или о шибљачким формацијама, у храстовом или прелазном храстово-буковом појасу је присуство реликтних врста из периода терцијара као што су: црни граб (Ostrya carpinifolia), цер (Quercus cerris), храст китњак (Quercus petraeae), црни јасен (Fradžinus ornus), клен (Acer campestre), ситнилисна липа (Tilia parvifolia), руј (Cotinus coggygria), дрен (Цорнус мас), калина (Ligustrum vulgare), павит (Clematis vitalba), курика (Evonymus verrucosa) и друге, тако да у националном оквиру има великог значаја као рефугијално станиште ретких и реликтних биљних врста и доприноси очувању и повећању генетског, специјског и екосистемског диверзитета.
Овчарско-кабларска клисура представља једно од ретких места у Србији где се може срести велики број врста дивљих орхидеја. До сада је познато 19 врста које красе флору клисуре. Неке од најпознатијих врста су каћунак (Orchis morio) , каћун (Orchis simia), мачково уво (Ophris cornuta), пчелица (Orchis apifera) и друге.
