Το νησί είναι καταπράσινο, πνιγμένο μέσα σε πυκνή βλάστηση. Τα δένδρα που κυριαρχούν εδώ είναι οι ελιές, οι βελανιδιές, οι καστανιές, τα σφενδάμια, τα θαμνόκεδρα και τα πλατάνια. Η Σαμοθράκη είναι ίσως το μόνο νησί στην Ελλάδα που έχει τόσο μεγάλα σε έκταση πλατανοδάση. Η πυκνή βλάστηση της Βόρειας πλευράς του νησιού που αποτελείται από δέντρα όπως είναι ο "Ίταμος" που οι Σαμοθρακίτες τον ονομάζουν "σταυρόξυλο", "Άρκανθο" (κάτσταρος) και την "Κελτίδα", δέντρα σπάνια όχι μόνο για τον Ελλαδικό αλλά και στον Μεσογειακό χώρο Πολλές βελανιδιές, μεγάλα πλατάνια, καστανιές, αγριελιές, σκλήθρα, μηλιοί, αγριοαχλαδιές, σφεντάμια, κουκουδιές κ.α συμπληρώνουν το πράσινο τοπίο.
Οι θαμνότοποι με αείφυλλα σκληρόφυλλα πλατύφυλλα είδη καταλαμβάνουν την μεγαλύτερη έκταση του νησιού. Χαρακτηρίζονται από την μεγάλη πυκνότητα των θάμνων στις βόρειες εκθέσεις που τους καθιστά πολλές φορές αδιαπέρατους σε αντίθεση με την αραιή εμφάνιση των θάμνων στις νότιες εκθέσεις. Κυριότερα είδη είναι η κουμαριά (Arbutus unedo), το φυλλίκι (Phillyrea latifolia), η μυρτιά (Myrtus communis) κλπ.
Στο νότιο τμήμα συναντούμε ελαιώνες και νοτιοδυτικά είναι ο μικρός κάμπος 5000 στρεμμάτων περίπου αγροτικής γης. Οι θάμνοι που καλύπτουν το νησί είναι τα σχίνα, οι τσικουδιές, οι κουμαριές, οι μυρτιές, οι αγριογκορτσιές, οι αγριοτριανταφυλιές, οι αγριοκληματαριές, τα σπαρτά και τα ρείκια. Τα παραποτάμια δάση της αποτελούνται από πλατάνια (Platanus orientalis) ενώ στις όχθες τους φυτρώνουν πικροδάφνες, φτέρες, λυγαριές και μέντες. Επίσης συναντώνται σπάνια είδη κάκτων, στο δρόμο από τα Αλώνια προς το Λάκκωμα.
Τα εναπομείναντα δρυοδάση εμφανίζονται στη βορινή πλευρά και αποτελούν ένα δείγμα των εκτεταμένων αιωνόβιων βελανιδιών που καταλάμβαναν την μεγαλύτερη έκταση του νησιού. Κυριαρχούν τα είδη Quercus frainetto, Quercus pubescens και Quercus dalechampii. Η βλάστηση των ρεμάτων είναι πλούσια και δημιουργεί μια ζώνη ξεχωριστού ενδιαφέροντος και φυσικής ομορφιάς για το νησί. Αιωνόβια δένδρα στηρίζουν με τις ρίζες τους τα βραχώδη πρανή των ρεμάτων και συγκρατούν τις πέτρες που μεταφέρουν οι ορμητικοί χείμαρροι. Πλάτανοι (Platanus orientalis), σκλήθρα (Alnus glutinosa) και καστανιές (Castanea sativa) δημιουργούν σημαντικά παρόχθια οικοσυστήματα.
Ιδιαίτερο οικολογικό και βοτανολογικό ενδιαφέρον παρουσιάζει η ύπαρξη ειδών, όπως ο Ίταμος (Taxus baccata) που σπάνια εμφανίζεται στα νησιά. Επίσης, υπεραιωνόβιοι θάμνοι από Αγριοκυπάρισσα (Juniperus excelsa) και Βουνοκυπάρισσα (Juniperus foetidissima) εμφανίζονται διάσπαρτοι σε διάφορα υψόμετρα (100 - 900 μ.). Στις πλαγιές πάνω από τους Κήπους και στο νοτιοανατολικό απρόσιτο κομμάτι του νησιού κυριαρχούν τα μεγάλα κέδρα Juniperus excelsa, Jupinerus foetidissima, σμιλεμένα από την αρμύρα, τους ανέμους και τα χρόνια. Οι κορμοί τους άγριοι και στριφτοί, γέρνουν ακολουθώντας τις καμπύλες της πλαγιάς. Όσο πιο ψηλά προχωρούμε στα 1100- 1200 μέτρα, τόσο πιο ψηλές και μεγάλες γίνονται οι βελανιδιές, που τώρα στα λιγότερο απότομα σημεία εναλλάσσονται με λιβάδια σκεπασμένα με φτέρες.
Κρυμμένοι στις γειτονικές ρεματιές είναι οι ίταμοι Taxus baccata, βαθυπράσινα δέντρα που αναζητούν σκιά κάτω από τα πλατάνια, ή δεσπόζουν μοναχικά στο τοπίο. Μοιάζουν λίγο με έλατα, άλλωστε ως Σαμοθρακίτικα έλατα τα αναφέρει και ο Ίωνας Δραγούμης. Ξεχωρίζουν όμως από τους κόκκινους σαρκώδεις καρπούς τους, που έρχονται σε έντονη αντίθεση με το σκούρο φύλλωμα. Είναι ένα είδος αρκετά σπάνιο στη Ελλάδα και ιδιαίτερα στο Αιγαίο καθώς εμφανίζεται μόνο σε τρία νησιά ( την Εύβοια, τη Θάσο και την Σαμοθράκη). Ζεί πάρα πολλά χρόνια και γι’ αυτό δημιουργεί μια συχνά επιβλητική μορφή, όπως σε αυτά τα λίγα δέντρα που συναντούμε στην Σαμοθράκη.
Πάνω από τα 1300μ. ανάμεσα σε αγκαθωτούς θάμνους και κάθε είδους σάρα με πέτρες ψιλές σαν χαλίκια, ή με ολόκληρες πλάκες και ογκόλιθους, περνάμε πλέον πάνω από το δασοόριο και συναντούμε λιβάδια που είναι πολύ σημαντικά για την χλωρίδα του νησιού. Το μεγάλο ύψος του νησιού και η απομόνωσή του ευνόησαν την δημιουργία τουλάχιστον 8 ενδημικών ειδών φυτών, ειδών δηλαδή που εμφανίζονται αποκλειστικά και μόνο στη Σαμοθράκη. Ένα από τα πιο χαρακτηριστικά είναι η Scrophullaria spinulescens, είδος που φύεται σε μεγάλο υψόμετρο (800 – 1600μ.) και σε ορισμένες μόνο απομονωμένες περιοχές του νησιού. Στο νησί υπάρχουν άλλα 20 σπάνια είδη χλωρίδας από τα οποία 14 είναι ελληνικά ενδημικά. Φυσικό πευκοδάσος έχει εντοπιστεί στην περιοχή των Κήπων και τεχνητό πευκοδάσος αποτελεί το προστατευτικό δάσος γύρω από την Χώρα Σαμοθράκης.