Rastlinstvo Pienin je druhovo bohaté a pestré. Podmieňuje to jednak vápencové podložie, veľká členitosť územia a tým aj veľké mikroklimatické rozdiely. Severné svahy sú chladnejšie a vlhkejšie s menšou amplitúdou rozpätia denných teplôt. Druhou skupinou sú južné svahy a na juh obrátené skalné steny s výhrevným a priepustným vápencovým podkladom. Tretím typom lokalít sú doliny
Dunajca a priliehajúce polohy bočných údolí s údolnými nivami.
Začiatky botanického výskumu Pienin spadajú do obdobia frátra Cypriána, lekára kamaldulských rehoľníkov v
Červenom kláštore, ktorý už v roku 1764 zostavil prvý pomerne rozsiahly herbár.
Kvetena národného parku patrí do oblasti západokarpatskej kveteny, do obvodu flóry centrálnych Karpát, okresu Pieniny. Flóra ochranného pásma
PIENAP-u patrí do východobeskydskej flóry, okresu Spišské vrchy.
Pieniny, ktoré nezasiahol súvislý severský ani lokálny tatranský ľadovec, poskytli rastlinstvu priestor na prežitie a na neprerušený vývoj. To spôsobilo, že sa tu zachovali rastlinné druhy, ktoré sa dlho považovali za endemity Pienin a len neskôr sa prehodnotili na subendemity, ktoré sa vyskytujú aj v iných i keď veľmi vzdialených územiach. Napriek tomu flóra Pienin má jedinečné postavenie a nevšednú prírodovedeckú hodnotu.
K najvýznamnejším rastlinným druhom patrí chryzantéma pieninská (Dendrathema pieninicum), palina pravá (Artemisia absinthum var.calcigena), horčičník pieninský (Erysimum pieninicum), nevädza Triumfettova pieninská (Centaurea triumfetti subsp.pieninica), borievka netatová (Juniperus sabina). Pozoruhodnou zvláštnosťou Pienin je tavolník prostredný (Spirea media subsp. media). Okrem pieninských endemitov či subendemitov sa tu vyskytuje niekoľko západokarpatských endemitov alebo subendemitov: horčičník Wittmannov (Erysimum wittmannii), bodliak laločnatolistý (Carduus lobulatus), bodliak sivastý (Carduus glaucinus), klinček včasný (Dianthus hungaricus), soldanelka karpatská (Soldanella carpatica), chrastavec Kitaibelov (Knautia kitaibelii), rožec tuhý tatranský (Cerastium strictum subsp. tatrae).
Za významnú zložku pieninskej flóry treba pokladať termoxerofytné kalcifyty, z ktorých sa niektoré chápu ako prealpínske prípadne dealpínske elementy: bršlen bradavičnatý (Evonymus verrucosa), skalník čiernoplodý (Cotoneaster niger), arábka chlpatá (Arabis hirsuta), rebrica pyrenejská (Libanotis pyrenaica), zvonček klbkatý (Campanula glomerata), ruman farbiarsky (Antemis tinctoria), pluzgiernik horský (Cystopteris montana) a iné.
Pieniny sú svojrázne aj z hľadiska lesných spoločenstiev a napriek antropickým vplyvom sú pomerne zachovalé. Najzachovalejšie porasty sú v
NPR Prielom Dunajca. Umelé smrekové monokultúry, alebo iné zmenené porasty sa vyskytujú prevažne v ochrannom pásme. Patria k trom lesným vegetačným stupňom a do ôsmich skupín lesných typov. Najrozšírenejšou skupinou lesných typov na území národného parku sú jedľové bučiny, lipové javoriny, vápencové bučiny a bučiny s lipou. Na neprístupných skalnatých hrebeňoch k vzácnym lesným spoločenstvám patria reliktné boriny.
Na severnom svahu Holice a na ťažko prístupných miestach katastrálneho územia obce Kamienka, v časti Smereková rastie vzácny treťohorný relikt - tis obyčajný.
Stav a vývoj vegetácie, napriek tomu, že sa tu nevyskytuje výraznejší priemyselný zdroj znečistenia ovzdušia, je najmä vo vyššie položených lokalitách a na náveterne exponovaných polohách ovplyvňovaný emisným zaťažením. Najvýraznejšie sa to prejavuje na južnej hranici ochranného pásma.
