En el Parque Natural de Peñalara y su entorno pueden reconocerse distintas unidades de vegetación que se suceden en el intervalo altitudinal del valle conforme varían las condiciones ambientales, principalmente la temperatura y las precipitaciones. Estas grandes unidades de vegetación se corresponden con las comunidades características de la Sierra de Guadarrama, dentro de la unidad biogeográfica que forma el Sistema Central.

En los pisos inferiores habitan los melojares (robledales de Quercus pyrenaica). Los pinares de pino albar (Pinus sylvestris) se desarrollan a continuación y constituyen el límite forestal en las laderas de las montañas. Por encima de ellos crecen extensas formaciones de matorrales, los piornales de piorno serrano (Cytisus oromediterraneus) y los enebrales de enebro rastrero (Juniperus communis subsp. alpina). Las comunidades vegetales que ocupan las zonas más elevadas son pastizales vivaces dominados por la graminea Festuca curvifolia (Joragales).

Además, en el Parque Natural de Peñalara y su entorno se pueden observar otras comunidades vegetales condicionadas por las características del suelo donde se asientan. Entre ellas podemos destacar las fresnedas (Fraxinus angustifolia), que se desarrollan en las zonas de fondo de valle, las saucedas de sauce negro (Salix atrocinerea) que ocupan las riberas de los arroyos, y las saucedas salvifolias (varias especies de sauces) que crecen en el margen del río Lozoya.

Por otro lado, el glaciarismo ha modelado el relieve dando como resultado un paisaje de picos escarpados, repisas rocosas y cubetas, único en la Comunidad de Madrid. Esta morfología ha contribuido a crear nuevos y singulares hábitat para la vegetación, donde se desarrollan comunidades de pastizales húmedos y otras comunidades rupícolas que colonizan los roquedos y pedregales del Parque Natural, así como bosques relícticos que se refugian en los barrancos, como los abedulares (Betula alba).