La selva misionera alberga más de 2000 especies de plantas y flores. Las lluvias abundantes y el cálido sol subtropical hacen de ella una de las regiones de mayor biodiversidad del planeta.
La principal característica de la flora selvática es la multiplicidad de estratos en los que se desarrolla, que ocupan desde el suelo hasta la copa de los árboles más altos, formando una verdadera telaraña verde de enredaderas, lianas y plantas colgantes.
Una de las especies más típicas del Parque es el Palo Rosa, un árbol que supera los 40 metros de altura, lo que lo hace sobrepasar la altura media de todos los otros árboles de la selva. Su nombre se debe al color de su madera, que se nota más cuando el corte es reciente. Debido a que su número es escaso está declarado Monumento Nacional.
Este gigante convive con una especie de palmera también muy típica, el palmito, formando bosques o comunidades. El cogollo de esta planta es comestible y muy sabroso, pero su extracción provoca la muerte de la planta, por lo que también es una especie en peligro.
Otras plantas típicas de las regiones tropicales que se encuentran en el área son los helechos arborescentes, las orquídeas, el guatambú, la palmera, el pindó y el clavel del aire. Y no hay que olvidar que es la tierra del ceibo, el árbol cuya flor roja y llamativa es la flor nacional de la Argentina.