El clima es un factor determinante del ecosistema y clave para entender el tipo de vegetación existente, nos encontramos en el dominio mediterráneo, con un marcado período de sequía estival y lluvias primaverales y otoñales. En invierno, suele nevar alguna vez a lo largo del año.
La vegetación del Parque Nacional de Cabañeros destaca por su buen estado de conservación. Además de matorrales mediterráneos con abundantes jaras, brezos, labiérnagos, madroños y otras especies, y aunque las masas arbóreas mejor representadas son las formaciones mixtas, puede señalarse que las formaciones vegetales más características del Parque son las siguientes:
Encinares: son los bosques más abundantes en el monte mediterráneo. De forma general, se localizan en el pie de las sierras y en las zonas más secas de las rañas, donde se encuentran adehesados. La especie arbórea principal es la encina (Quercus rotundifolia), que en zonas de alta humedad está acompañada por quejigos. Junto a estos árboles aparecen el madroño, el labiérnago, la cornicabra y arbustos como jaras, brezos, romero, madreselva, mirto, etc.
Alcornocales: se sitúan, en general, en las orientaciones más cálidas de las sierras, y bajo un clima subhúmedo. Están dominados por el alcornoque (Quercus suber), que en ocasiones se mezcla con encinas y quejigos. Las especies acompañantes son similares a las del encinar, aunque también aparecen otras como el arce de Montpellier y el durillo.
Quejigares: aparecen en zonas un poco más húmedas y frías que las de los encinares, normalmente en umbrías. La especie dominante es el quejigo (Quercus faginea). Sirven de refugio a la fauna en épocas de mayor calor, y en ellos se observan plantas como las peonías.
Rebollares: se ubican en las zonas más elevadas del Parque Nacional y en algunos fondos de valle húmedos. En esta zona están dominados por el roble melojo o rebollo (Quercus pyrenaica), en cuyo cortejo florístico se presentan especies como el mostajo, espino albar y distintos helechos.
Bosques de ribera: se localizan en las orillas de los ríos Estena y Bullaque, así como en las de los cauces de arroyos más pequeños en el interior del territorio del Parque Nacional. En ellas podemos encontrar árboles como sauces, fresnos y alisos, y arbustos como zarzas y escaramujos.
Vegetación propia de humedales: las áreas acuáticas y húmedas posibilitan la presencia de diversos tipos de vegetación, en equilibrio con pequeñas diferencias locales (profundidad del agua, velocidad, período de encharcamiento, etc). Estas áreas ocupan pequeñas superficies en el Parque, en zonas como las pequeñas depresiones y lagunas estacionales que sufren un estancamiento temporal, con especies como ranúnculos, destacando el caso singular de helecho acuático (Isoetes setaceum) en la laguna de los Cuatro Morros; en suelos permanentemente húmedos, o que pueden sufrir encharcamientos estacionales, con praderas de juncos; en las turberas o trampales, zonas semiencharcadas muy singulares y frágiles donde se desarrolla una flora muy específica, con especies como el brezo de turbera (Erica tetralix) y plantas carnívoras como la atrapamoscas (Drosera rotundifolia) y la tiraña (Pinguicola lusitanica).
Aparte de los elementos más representativos, tienen presencia en el Parque árboles muy singulares en estas latitudes por ser propios de lugares más norteños, que en Cabañeros suelen aparecer de manera aislada. Es el caso del loro, el tejo, el acebo y el abedul, que restringen su distribución en esta zona a las zonas con mayor humedad.