百花山的植物资源十分丰富。园区内分布有野生维管束植物有100科370属654种，其中蕨类植物11科14属25种；裸子植物2科5属5种；被子植物87科351属624种。国家Ⅱ级重点保护植物紫椴、黄檗2种；属于《濒危野生动植物种国际贸易公约》的植物种17种，均为兰科植物，其中珊瑚兰（Corallorhiza trifida）在1984版、1992版的《北京植物志》以及1992年增订版的《北京植物检索表》都没有收录，它在北京的首次记录是1992年，北京林业大学路端正教授报导了其在百花山白草畔有分布，但2006年又宣称“目前已知珊瑚兰成为区域性消失种”。根据2017年百花山-白草畔生物多样性调查，证明了这一珍稀物种在园区内的长期存在。百花山-白草畔园区动植物资源丰富，是首都重要的生物多样性集中分布地区，故有“华北天然植物园”之称。

百花山在明朝时就为人们所关注，当时称为“百花坨”，人们说“百花山是草便开花”，这里的花种类繁多，千姿百态。这里为什么会有百花呢？因为这里有独特的气候条件，年降水量720毫米以上，年均气温6~7°C，七月份平均温度22°C；这里水资源相当丰富，条条沟壑溪水长流，自海拔900~200米处均有清泉分布，且水质极好，无污染，这样就为百花生长提供了得天独厚的条件。