Растителният свят на Природен парк Витоша е изключително богат и многообразен. Той се е формирал милиони години в резултат на специфичните геоложки характеристики на планината, климатичните промени и активната човешка намеса през последните няколко века.

На територията на Природен парк “Витоша” са установени 528 вида сладководни водорасли. Броят на установените гъби възлиза на 664 вида. Консервационно значимите видове гъби, които са установени за Витоша са 72, като от 2 тях са редки за Балканския полуостров и Европа. Представителите на лишеите са 369 вида, което представлява над 50% от лишеите, установени в България. Досега от Витоша са известни 341 вида мъхове, което е 45 % от мъховата флора у нас. Разпространени са във всички пояси на планината и обитават различни типове природни местообитания. От тях в Червения списък на мъховете в България са включени 3 вида критично застрашени, 12 вида застрашени, 31 – уязвими и 7 вида със статус „почти засрашен“.

Висшите растения, описани за Витоша, са 1859 вида, което е около половината от висшата българска флора. Разпределени са в 109 семейства, като най-многобройни са представителите на семействата Сложноцветни, Житни и Бобови. Растителните видове с природозащитна стойност надхвърлят 230 вида. От тях 19 вида се срещат само в България и са български ендемити, а 71 са балкански ендемити – срещат се единствено на Балканския полуостров. Тридесет и пет вида от растенията в природния парк са включени в Червената книга на България. С приемането през 2002 година на Закона за биологичното разнообразие, под закрилата на природозащитното ни законодателство попадат 55 вида висши растения, разпространени в границите на природния парк. Някои от тези видове са от изключителна ценност и в европейски мащаб, поради което са включени в редица международни конвенции – Конвенцията за опазване на дивата европейска флора и фауна и природни местообитания (Бернска конвенция), Конвенцията по международна търговия със застрашени видове от дивата фауна и флора (CITES) и други.