Flora Parku Krajobrazowego Puszczy Knyszyńskiej, podobnie jak całego Działu Północnego, jest w pewnym stopniu odmienna od flory pozostałych regionów Polski niżowej. Ponadto roślinność Parku odznacza się swoistym udziałem poszczególnych elementów geograficznych flory, typowych dla tego regionu. Cechą wyróżniającą Puszczę Knyszyńską spośród innych kompleksów leśnych jest jej wybitny charakter borealny. Zbiorowiska borealne i subborealne zajmują około 60% ogólnej powierzchni zbiorowisk leśnych Parku. Charakter subborealny posiadają m.in. - bór iglasty wysoki Carici digitatae-Piceetum, bór mieszany wielogatunkowy Serratulo-Piceetum, bór iglasty podmokły Myceli-Piceetum. Zdecydowanie borealny charakter roślinności występuje w: świerczynie bagiennej Sphagno-Piceetum, borze bagiennym Vaccinio uliginosi-Pinetum, borze mechowiskowym Carici chordorrhizae-Pinetum, sosnowo-brzozowym lesie bagiennym Thelypteri-Betuletum oraz łęgu świerkowym Piceo-Alnetum).

Flora Parku Krajobrazowego Puszczy Knyszyńskiej liczy 843 gatunki roślin naczyniowych (w tym 26 gatunków paprotników, co stanowi około 38% całej flory naczyniowej Polski. Zarejestrowano także występowanie około 200 gatunków mchów i wątrobowców oraz 280 gatunków porostów. Dotychczasowy stan zbadania flory Parku oraz przyległych do niego terenów nie jest jeszcze pełny. W związku z tym można przypuszczać, że przedstawione dane liczbowe są zaniżone.

Dzisiejszy stan wiedzy o Puszczy Knyszyńskiej pozwala na stwierdzenie, że jest to bez wątpienia niezwykle ciekawy obiekt przyrodniczy. Pod względem różnorodności środowisk, ilości gatunków zwierząt i roślin nie ustępuje wielu znanym i cenionym obiektom przyrodniczym. Poza tym jest obszarem leśnym na terenie Polski wyjątkowym. O tej wyjątkowości decydują dwa czynniki: pierwszy to swoistość szaty roślinnej Puszczy Knyszyńskiej w stosunku do reszty kraju. Spowodowana jest ona odrębnością klimatyczną północno-wschodniej Polski. Zaznacza się przede wszystkim przejściowy charakter roślinności Puszczy, wyrażający się we wzajemnym przenikaniu elementów środkowoeuropejskich i elementów Europy północno-wschodniej. Szereg zespołów roślinnych szeroko rozpowszechnionych w Europie wschodniej ma tu swoje zachodnie lub południowo-zachodnie granice zasięgu lub swój główny w granicach Polski ośrodek rozmieszczenia.

Najbardziej charakterystycznym rysem jest znaczny udział świerka pospolitego w lasach. Na stanowiskach naturalnych brakuje takich gatunków drzew jak: klon jawor, buk zwyczajny, jodła pospolita czy modrzew polski. Gatunek zachodnioeuropejski - dąb bezszypułkowy występujący w rezerwacie Stara Dębina oraz w pobliżu rezerwatu osiąga tu północno-wschodnią granicę swego zasięgu.

Drugi czynnik stanowiący o wyjątkowości Puszczy to obecność na tym terenie specyficznego ekotypu sosny zwyczajnej - zwanej sosną "supraską" lub "masztową". Są to obecnie najpiękniejsze i najbardziej okazałe egzemplarze tego gatunku drzewa w kraju, a być może już nawet i w Europie.