พื้นที่ของอุทยานแห่งชาติดอยฟ้าห่มปก ส่วนใหญ่เป็นภูเขาสูงสลับซับซ้อน มีความสูงเฉลี่ยตั้งแต่ 400 – 2,285 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลาง ประกอบกับมีอาณาเขตด้านทิศตะวันตกติดกับประเทศเมียนม่าร์ จึงเป็นผลให้มีความหลากหลายของทรัพยากรธรรมชาติสูง โดยเฉพาะทรัพยากรป่าไม้ที่มีความหลากหลายของประเภทป่า ซึ่งสามารถจำแนกประเภทป่า โดยอาศัยปัจจัยทางสภาพภูมิประเทศ สภาพภูมิอากาศ ลักษณะดิน และพืชพรรณเด่น ได้ 5 ประเภท ดังนี้

1. ป่าเต็งรัง (Dry dipterocarp forest) สามารถพบป่าประเภทนี้ได้ตั้งแต่ระดับความสูง 400–600 เมตร พรรณไม้เด่นที่พบส่วนใหญ่ ได้แก่ เต็ง รัง เหียง ติ้ว ส่วนพืชชั้นล่างที่พบ ได้แก่ ปรงป่า และเป้ง

2. ป่าเบญจพรรณ (Mixed deciduous forest) เป็นประเภทป่าที่มีการกระจายตัวอยู่ทั่วไปในพื้นที่อุทยานฯ ตั้งแต่ระดับความสูง 400 – 800 เมตร พรรณไม้ที่พบส่วนใหญ่เป็นไม้ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ ได้แก่ สัก ชิงชัน ประดู่ มะค่าโมง แดง ตะแบก เป็นต้น ในบางพื้นที่จะพบไผ่ขึ้นปะปนอยู่เป็นบริเวณกว้าง พืชชั้นล่างที่พบ ได้แก่ พืชวงศ์ขิงข่า คล้า และเฟินชนิดต่างๆ

3. ป่าดิบแล้ง (Dry evergreen forest) ป่าประเภทนี้พบกระจายเพียงเล็กน้อยในพื้นที่อุทยานฯ มักพบขึ้นปะปนกับป่าเต็งรัง พรรณไม้ส่วนใหญ่เป็นวงศ์ยางนา หรือ วงศ์ไม้ยาง และปอชนิดต่างๆ

4. ป่าสนเขา (Pine Forest) เป็นสภาพป่าที่สามารถพบได้ตั้งแต่ระดับความสูง 800–1,700 เมตร บริเวณแนวเขตชายแดนไทย – เมียนม่าร์ ตามแนวสันเขาถนนเส้นทางความมั่นคง ซึ่งเป็นบริเวณที่มีความลาดชันสูง พื้นที่ค่อนข้างเปิดโล่ง พรรณไม้ที่พบส่วนใหญ่ คือ สนสามใบ สนสองใบ และมักพบไม้พุ่มชนิดอื่นๆ ขึ้นปะปน อยู่ด้วย

5. ป่าดิบเขา (Hill evergreen forest) สภาพป่าส่วนใหญ่ถูกปกคลุมไปด้วยเมฆหมอกตลอดทั้งปี จัดเป็นป่าต้นน้ำที่สำคัญ เนื่องจากเป็นแหล่งกำเนิดลำห้วยหลายสาย ป่าประเภทนี้พบในระดับความสูงตั้งแต่ 1,500 เมตร จนถึงบริเวณยอดดอยผ้าห่มปก พรรณไม้ส่วนใหญ่ ได้แก่ ก่อชนิดต่างๆ กำลังเสือโคร่ง นางพญาเสือโคร่ง อบเชย ทะโล้ เป็นต้น ตามผิวลำต้นของไม้จะถูกปกคลุมไปด้วย มอสส์ เฟิร์น ไลเคน กล้วยไม้ป่า และพืชเกาะอาศัยชนิดอื่นๆ นอกจากนั้นยังพบพืชชั้นล่าง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไม้ดอกสีสันสวยงามตามฤดูกาล ได้แก่ บัวทอง หนาดขาว หนาดคำ ผักไผ่ดอย เทียนคำ เทียนดอย และผักเบี้ยดิน เป็นต้น