Горите заемат над 50% от цялата територия на планината, пасищата – 25%, а останалите площи са заети от скални масиви, каменни сипеи и площи, които поради релефни особености не могат да бъдат залесени.
На територията на Витоша са установени около 1500 вида висши растения, което е близо 50% от всички описани в България. Сред тях има 24 български и балкански ендемита и 52 вида включени в Червената книга на България.
Растителният свят в парк Витоша е резултат от климатични промени, както и от човешкото влияние. В близост до планината се е намирало селище от преди повече от 2 хилядолетия. Това е повлияло в голяма степен на растителните видове, които растат в парка. Например през 20 век поради безконтролната сеч на дървен материал силно са пострадали вековните букови и дъбови гори, които са обхващали подножието и ниските части на планината. По същото време са обезлесени и най-високите части на Витоша, за да бъдат открити свободни пасища.
От няколко години се забелязва ново естествено възобновяване на гората. Пример в това отношение е местността около връх Венеца (източно от връх Белчова скала), сред която растат млади 4 – 5 годишни дръвчета от бял бор (към пролетта на 2007 г.), залесили се от близката изкуствено засадена стара борова гора. По просторния и дълъг южен склон между връх Ярловски купен и р. Палакария също естествено са се залесили млади иглолистни дръвчета, стигащи до около 1800 m надморско равнище. Подобно е положението и на други места из планината. В ниския и средния пояс се среща брекината, което се смята за критерий, че това е автентична старорасла гора.
Алпийски пояс
Въпреки голямата надморска височина на планината, във Витоша липсва реален алпийски растителен пояс. Това донякъде се дължи на откриването на площи и създаването на обширни пасища, при което е заличена характерната растителност. В най-високите части съществуват съобщества, изградени от растения, характерни за алпийския растителен пояс, но те са само отделни групи и не образуват цяла система. Основен представител на растенията, характерни за този пояс, е планинската гъжва. Във Витоша това растение се среща и в по-ниските части на планината, въпреки че там не е толкова разпространено.