Il territorio del geoparco si estende fra ambienti collinari e cime che superano i quattromila metri: si susseguono diversi paesaggi, con zone più o meno pianeggianti, pendii ripidi o creste affilate; precipitazioni abbondanti alimentano numerosi fiumi e molti specchi d'acqua punteggiano il territorio, dal grande Lago Maggiore ai laghetti d'alta quota; a tutto questo si aggiunge la presenza rocce di diversa composizione chimica: questa grandissima varietà di condizioni ambientali rende la flora del geoparco abbondante e varia, dove sono presenti anche specie rare o endemiche.
Alle quote più basse predominano i boschi misti di latifoglie, dove abbonda il castagno accompagnato da altre specie, come il frassino, varie specie di querce, la betulla, l’acero, il pioppo tremolo, il ciliegio selvatico, il salice. Fra queste specie si è ormai naturalizzata anche una specie non autoctona, la robinia.
Salendo di quota è invece il faggio a prevalere sulle altre essenze arboree, insieme a boschi di abete rosso e abete bianco di limitata estensione.
Più in alto abbonda il larice, che in alcune aree costituisce veri e propri boschi mentre in altre scarseggia in conseguenza del clima e dei tagli effettuati nei secoli scorsi.
Salendo ancora al bosco si sostituiscono gli arbusti: l'ontano verde, con felci e muschi, si trova sui versanti più freschi e umidi; il rododendro e il mirtillo preferiscono insediarsi lungo i crinali o gli affioramenti rocciosi e sui versanti assolati.
Ancora più in quota si trovano pascoli alpini e dove le condizioni ambientali si fanno severe sopravvivono solo le specie pioniere di ambienti estremi.
Tra le specie botaniche più rare possiamo ricordare l'aquilegia alpina, la genziana lutea, la campanula excisa e il tulipano alpino.
Esistono alcune aree dove le condizioni particolari determinano la concentrazione di alcune specie:  vicino a baite ed abbeveratoi abbondano rabarbaro alpino, spinaci selvatici, trifoglio, ortiche e menta. Le  forre, ambienti particolari e di interesse prioritario a livello europeo, ospitano tassi, ontani, tigli e aceri.
Le zone caratterizzate dalla presenza di rocce basiche permettono la presenza di specie rare come la scopolia carniolica, l'aglio piemontese, lo cneoro odoroso; sui marmi la peonia selvatica; ancora più rare sono la lingua cervina, la felce florida ed il capelvenere.
Consistente è anche la varietà di muschi, funghi e licheni.

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