一、植被类型
三江源区植被类型有针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌丛、草甸、草原、沼泽及水生植被、垫状植被和稀疏植被等9个植被型，可分为14个群系纲、50个群系。
森林植被以寒温性的针叶林为主，主要分布在三江源区的东部、东南部，属于我国东南部亚热带和温带向青藏高原过渡的山峡区域。主要树种有川西云杉、紫果云杉、红杉、祁连圆柏、大果圆柏、塔枝圆柏、密枝圆柏、白桦、红桦、糙皮桦。
灌丛植被主要种类有杜鹃、山柳、沙棘、金露梅、锦鸡儿、锈线菊、水荀子等。草原、草甸等植被类型主要植物种类为蒿草、针茅草、苔草、凤毛菊、鹅观草、早熟禾、披碱草、芨芨草以及藻类、苔藓等。
植被类型的水平带谱和垂直带谱均十分明显。水平带谱自东向西依次为山地森林、高寒灌丛草甸、高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠。沼泽植被和垫状植被则主要镶嵌于高寒草甸和高寒荒漠之间。高山草甸和高寒草原是三江源地区主要植被类型和天然草场，高山冰缘植被也有较大面积分布。
二、植物区系
三江源区植物区系属泛北极植物区。源区的玛多、杂多、治多、曲麻来县和格尔木市的唐古拉山乡(大致为源区的西部)的植物区系属青藏高原植物亚区的唐古特地区，主要由东亚中国—喜马拉雅和中亚区系衍化而来，在高原环境下特化的本地特有种组成。源区其它地区的植物区系则属中国—喜马拉雅森林植物亚区的横断山脉地区，垂直分布明显，是世界高山植物最丰富的区域。
三江源植被区系以北温带成分为主，因受冻土地貌、高海拔和高原气候的影响，大多数地区植被区系成分简单，群系内部组成较为单一，多为单优势结构，建群种和优势种明显，伴生种不多，适应高寒半湿润环境的高寒草甸得到了最广泛发育。植被的原始性和脆弱性十分突出，部分地区仍保持原始状态。
三、植物种类
三江源区的野生维管束植物有87科、471属、2238种，约占全国植物种数的8%，其中种子植物种数占全国相应种数的8.5%。在471属中，乔木植物11属，占总属数的2.3%；灌木植物41属，占8.7%；草本植物422属，占89%，植物种类以草本植物居多。
保护区内有国家二级保护植物有油麦吊云杉、红花绿绒蒿、虫草3种，列入国际贸易公约附录Ⅱ的兰科植物31种；青海省级重点保护植物34种。