I Monti Nebrodi rappresentano un'area di elevato interesse naturalistico, soprattutto per la presenza di una vasta copertura forestale che si estende in maniera più o meno continua dal livello del mare sino alle parti cacuminali; benchè sottoposta ad un pascolo eccessivo e irrazionale, essa si è mantenuta sino ad oggi grazie al basso grado di antropizzazione, oltre che per il clima umido e fresco che favorisce una rapida ricostituzione dei boschi danneggiati o distrutti.
Nella fascia termomediterranea, che comprende le zone litoranee e le colline retrostanti, la vegetazione boschiva è rappresentata soprattutto da boschi sempreverdi di sughera (Quercus suber) riferiti al Genisto aristatae-Quercetum suberis; si tratta di una formazione acidofila che nel sottobosco ospita un interessante endemismo siculo, Genista aristata Presl, presente anche sulle vicine Madonie. Nei tratti disboscati la sughereta viene sostituita da una fitta macchia secondaria ricca di arbusti mediterranei, quali Erica arborea, Calicotome infesta, Arbutus unedo, Myrtus communis, ecc.
La fascia mesomediterranea, che include i territori sub-montani e montani, è in gran parte occupata da boschi caducifogli. In particolare, lungo il versante tirrenico detti boschi sono rappresentati dal Quercetum gussonei, associazione caratterizzata dalla dominanza di Quercus gussonei, quercia affine al cerro ma da questo ben distinta morfologicamente per la forma delle foglie e per le ghiande, sormontate da cupole molto grandi. Sul versante meridionale, rivolto verso il centro della Sicilia, il clima marcatamente più arido e freddo determina le condizioni per l'insediamento di una formazione boschiva xerofila diversa dalla precedente, il Vicio elegantis-Quercetum congestae. In questo caso la fisionomia del bosco è determinata da un particolare tipo di roverella, Quercus congesta, affine a Quercus pubescens, specie quest'ultima che risulta invece del tutto assente dalla Sicilia; Vicia elegans, piccola leguminosa endemica di quest'area dell'isola, caratterizza invece il sottobosco. Nella fascia mesomediterranea si rinvengono anche formazioni forestali sempreverdi, rappresentate da leccete del Querco-Teucrietum siculi, soprattutto nel territorio di S. Fratello. La vegetazione di sostituzione più frequente in questa fascia bioclimatica è costituita da arbusteti assai intricati dei Crataego-Prunetea, nei quali sono frequenti molte rosacee quali soprattutto Prunus spinosa, Rosa canina, Rosa sempervirens, Crataegus monogyna, Pyrus amygdaliformis, Rubus ulmifolius, Malus sylvestris, assai vistose durante il periodo di fioritura.
La fascia supramediterranea che interessa la parte più elevata del territorio nebrodense, da 900-1.000 m sino alle parti cacuminali, è occupata in basso dalle cerrete dell'Arrhenathero nebrodensis-Quercetum cerridis e, più in alto, da faggete dell'Anemono-Fagetum. Il faggio, presente in Sicilia anche sull'Etna e sulle Madonie, oltre che in una piccola area dei Peloritani (Bosco di Malabotta), forma sui Nebrodi i boschi più estesi, costituendo una fascia abbastanza continua. Si tratta di faggete ricche di agrifoglio, Ilex aquifolium, elemento considerato un relitto delle foreste sempreverdi (laurisilvae) presenti sulle montagne del Mediterraneo durante il Terziario, quando il clima era di tipo equatoriale. Sui Nebrodi le faggete occupano anche le aree cacuminali, mancando la fascia asilvatica che in Sicilia è esclusiva dell'Etna al di sopra di 2.000 m di quota.
Altri ambienti di grande interesse naturalistico presenti sulla catena dei Nebrodi e assai rari nel resto dell'isola sono i laghetti naturali, che si rinvengono qui numerosi per la notevole estensione delle superfici argillose impermeabili. I principali sono il Biviere, lo Zilio, il Quattrocchi, il Campanito. Queste piccole superfici lacustri, localizzate per lo più all'interno della cerreta e della faggeta, ospitano una flora a prevalente distribuzione nordica che sull'isola risulta assai rara o addirittura esclusiva di quest'area. Specie di grande interesse fitogeografico sono, ad esempio, Alopecurus aequalis, Utricularia australis, Wolffia arrhiza, Epipactis palustris, ecc.
Legata agli ambienti umidi è anche Petagnia
saniculifolia, piccola e rarissima umbellifera, unica
rappresentante di un genere endemico della Sicilia, localizzata
esclusivamente in pochissime stazioni nebrodensi, poste in prossimità
di sorgenti.
