La flora vascular del parque se compone de 298 taxones y además, se han descrito 143 taxones entre briófitos y líquenes. Con respecto a la flora marina se han identificado un total de 103 taxones.
El parque cuenta con especies endémicas como Aeonium lancerottense, Allium canariense obtusipetalum, Echium lancerottense, Gymnosporia cryptopetala, Polycarpaea robusta, Helichrysum monogynum y Aichryson tortuosum subsp tortuosum.
De todas las especies citadas para el parque nacional, 22 se encuentran en alguna categoría de protección, Asparagus nesiotes subsp purpuriensis se encuentra en la categoría de vulnerables, según la Ley del Catálogo Canario de Especies protegidas y Aichryson tortuosum subsp tortuosum se encuentra en el Anexo II del Catálogo Canario.
En las zonas próximas a la costa se establecen líquenes crustáceos, que forman sobre la roca una costra verrucosa o granulada. En los malpaíses aparecen densas poblaciones del liquen Sterocaulum vesuvianum, dando un aspecto blanquecino en el lado norte de la colada. Los edificios volcánicos más elevados influidos por los alisios muestran tonos amarillo-verdosos con poblaciones de diferentes especies del género Ramalina, con predominio de R. bourgaeana.
En lugares que no fueron cubiertos por las coladas se desarrolla otro tipo de vegetación, de mayor porte, y que presenta estructuras adaptadas a condiciones adversas, hojas transformadas en espinas, raíces superficiales o tallos y hojas suculentas. Así pues, en El Mojón, Halcones, Juan Perdomo o la Montaña Termesana, las especies más abundantes son la tabaiba dulce (Euphorbia balsamífera) y el berode (Kleinia neriifolia), acompañadas del espino de mar (Lycium intricatum), el mato o sogal (Caroxylon vermiculatum) y la algoaera (Bassia tomentosa).
En las zonas degradadas destaca la ahulaga (Launaea arborescens), con gran capacidad colonizadora, utilizada para las demostraciones geotérmicas en el Islote de Hilario. Junto a ésta, la barrilla (Mesembryanthemum crystallinum), el cenizo (Chenopodiastrum murale) y la malva (Malva parviflora) forman pequeños pastizales en suelos ricos en nitrógeno.
El lapilli que cubre grandes extensiones en el parque nacional presenta unas características determinadas que favorecen la colonización de las plantas, mostrando una elevada capacidad para reducir la evaporación, impedir la escorrentía y mantener la humedad. Estos terrenos han sido colonizados por especies como la malvarrosa (Pelargonium capitatum), la vinagrera (Rumex lunaria) o el junco (Juncus acutus subsp leopoldii), que en zonas donde existe elevada humedad edáfica se dispone en formaciones lineales, como en las laderas del Macizo del Fuego.
En el cinturón halófilo costero (cerca de 8 kilómetros) y sometidas a una fuerte influencia de la maresía, se encuentran especies capaces de soportar e incluso aprovechar el agua de los vientos marinos, a pesar de su alto contenido en sal. Entre las especies más representativas y abundantes de este matorral costero destaca la uva de mar (Tetraena fontanesii), que en algunos lugares como en El Mojón, está acompañada por el tomillo marino (Frankenia capitata).
Los fondos rocosos del litoral del parque nacional están tapizados por algas, que constituyen una importante fuente de alimentación para numerosas especies marinas.
