Flora klisure Đetinje je vrlo bogata i raznovrsna. Odlikuje se prisustvom 653 taksona ranga vrste i podvrste. Njena autohtonost i bogatstvo ogledaju se i kroz prisustvo velikog broja endemičnih, subendemičnih i reliktnih biljnih vrsta koje naglašavaju njen značaj sa aspekta biološke raznovrsnosti. U flori klisure Đetinje prisutno je 19 endemičnih vrsta čiji areali ne prelaze granice balkanskog poluostrva. Prisutne su i 23 subendemične vrste koje svojim rasprostranjenjem u manjoj meri zahvataju i susedna područja. Sa liste Međunarodno značajnih biljaka koje nastanjuju teritoriju Srbije i Crne Gore (Stevanović, 1995), na teritoriji klisure Đetinje rastu 24 vrste. Na području je prisutno i 7 strogo zaštićenih biljnih vrsta.
Treba istaći poseban vid endemizma koji je prisatan u klisuri Đetinje, primer endemične vrste koja živi u klisiri reke Đetinje je vrsta ušata mlečika (Euphorbia subhastata). To je vrsta koju je krajem devetnaestog veka pronašao naš čuveni botaničar Josif Pančić.
Šume u klisuri reke Đetinje se mogu podeliti na dva tipa: prirodni, izdanački tip (na nadmorskoj visini od 450 do 900 metara). U klisuri Đetinje izdanačke šume su šume hrasta kitnjaka koji se često meša sa cerom i crnim grabom.
Drugi tip šuma koje se pojavljuju u klisuri su veštačke šume, tj šume koje je podigao čovek a svode se na na crni i beli bor. Osnovne karakteristike veštačkih šuma su što su one podignute na bivšim staništima hrasta kitnjaka na nadmorskoj visini od 760 do 800 metara.
Šumska vegetacija je, u zavisnosti od nadmorske visine i uslova staništa, podeljena na: QuercoFagetea (zajednicu listopadnih šuma hrasta i bukve), Erico-Pinetea (četinarske šume), Alnetea glutinosae (šume crne jove) i Salicetea purpureae (šibljaci vrbe rakite).
Vertikalne stene i litice u klisurama i kanjonima zauzimaju velike površine u čijim se pukotinama i šupljinama razvija veoma specifična vegetacija (biljke pukotina stena ili hazmofite). Među najvažnijim endemitima i subendemitima koji izgrađuju ovu vegetaciju u klisuri Đetinje ističu se: Edraianthus jugoslavicus, Asperula scutellaris, Athamantha haynaldii, Silene serbica, Moehringia bavarica itd.
Hazmofitska vegetacija klisure Đetinje predstavljena je kserofilnIm hazmofitskim fitocenozama – najzastupljenija je zajednica zvončića i divljeg karanfila – endemična sveza, karakteristična za visoke planine Dinarskog sektora. Specifične su hazmofitske zajednice koje nastanjuju potkapine i polupećine krečnjačkog kanjonskog dela klisure Đetinje – Moehringio-Asplenietum lepidi koja predstavlja endemičnu asocijaciju jugoistočnih Dinarida a najbolje je razvijena na vertikalnim liticama blizu lokaliteta “Rajski otoci”. Floristički je siromašna i sastavljena većinom od mahovina, papratnica, ali i manjeg broja cvetnica).
U stenovitim područjima, kakva je klisura Đetinje, karakteristične su manje ili veće površine pod siparima i točilima. Površine sa gibljivim kamenitim materijalom, obrasle su karakterističnom vegetacijom koja pripada razredima Thlaspietea rotundifolii i Drypetea spinosae. Vegetacija sipara je najbolje razvijena u širokim amfiteatralnim udubljenjima krečnjačkog dela klisure Đetinje.
Na mnogim mestima u klisuri Đetinje šuma je uništena permanentnim i dugotrajnim antropogenim uticajima, pa se na takvim mestima razvijaju različiti degradacioni stadijumi vegetacije. Na površinama, gde je šumska vegetacija potpuno uništena, razvijene su pretežno zeljaste fitocenoze razreda Festuco-Brometea. To su pašnjaci sekundarnog karaktera koji imaju značajnu ulogu u sprečavanju erozije.
Krečnjački kamenjari klisure Đetinje obrasli su zajednicama sveze Chrysopogoni-Satureion (razred Festuco-Brometea) koja je karakteristična za takva staništa u submediteranskom području.
Na serpentinitskom pojasu oko Stapara i u zaleđu klisure Đetinje svezu Chrysopogoni-Satureion zamenjuje sveza Centaureo-Bromion fibrosi reda Halacsyetalia sendtneri, jedinstveni tip vegetacije serpentinitskih površina – stena, kamenjara i pašnjaka.
Vegetacija mezofilnih livada je sekundarnog porekla i razvija se pod snažnim uticajem ispaše i antropogenog faktora. U klisuri Đetinje livade su zastupljene na rečnim terasama i na blago nagnutim padinama koje su najčešće eksponirane severu. Najčešće livadske zajednice u klisuri su livade ovsika i češljike Bromo-Cynosuretum cristati i livade rudače Agrostidetum montanum. Livade ovsika i češljike spadaju u vrlo kvalitetne livade košanice na kojima se i u jesen može vršiti ispaša pa imaju visok ekonomski značaj. On se između ostalog ogleda i u znatnoj pojavi lekovitih i medonosnih biljka koje su bogato zastupljene na takvim livadama. Na području klisure su nešto slabije zastupljene i livade detelina i češljike – Trifolio-Cynosuretum cristati.
