Aspectul floristic al zonei Parcului reliefează caracteristicile tipice ale zonei de dealuri şi munţi joşi din zona subcarpatică cu o largă diversitate şi cu păstrarea caracterului natural, nealterat.

Materialele bibliografice referitoare la aria Parcului reliefează existenţa unui număr relativ mare de cercetări efectuate, dar localizate pe anumite zone de interes cum ar fi : Bazinul Nemţişorului, Bazinul Pârâului Secu, zonele adiacente mănăstirilor, Pădurea de Argint, Codrii de Aramă, Rezervaţia de Stejari Dumbrava.

Astfel, un conspect al plantelor cormofite din Bazinul Nemţişorului efectuat în anul 1974, pe baza a 47 de titluri din perioada 1879-1971 listează un număr de 852 specii existente.

Un studiu al ariilor protejate din judeţul Neamţ (1999) adresează alte zone şi ne dau informaţii despre numărul de specii de plante existente.
În cele două rezervaţii din Agapia au fost identificate un număr total de 350 specii de plante vasculare după cum urmează :
Codrii de Aramă – cca. 200 specii.
Pădurea de Argint – cca. 150 specii .

În ceea ce priveşte Rezervaţia de stejari Dumbrava inventarul listează un număr cca. 210 specii.

Inventarul plantelor cormofite efectuat în bazinul pârâului Secu listează un număr de 872 de specii, 40 subspecii, 5 hibrizi şi 9 specii cultivate aparţinând la 388 genuri şi 90 familii din care 5 specii endemisme dacice şi carpatice.

Spre vest de comuna Vânători, pe vale Ozanei, se află o frumoasă dumbravă de stejari numită Braniştea. În prezent, arboretele din “Dumbravă” sunt constituite ca rezervaţie ştiinţifice a Academiei, având în vedere că sunt singurele arborete de stejar situate la o altitudine aşa de mare (450 m) şi în imediata vecinătate a zonei de munte.

Cercetări efectuate asupra macromicetelor în perioada 1960-1967 semnalau la acea vreme existenţa unui număr de 11 specii şi două varietăţi noi pentru flora României şi un număr de 20 specii şi o varietate noi, pentru flora Moldovei.

O serie de cercetări floristice efectuate în perioada 1965-1971 în Depresiunea Neamţului au identificat un număr de 62 taxoni de plante cormofite rare sau nesemnalate în flora Moldovei la acea vreme.
Studiile şi cercetările întreprinse în zonă au scos în evidenţă următoarele date referitoare la speciile de floră din raza parcului:

  • 580 specii de ciuperci;
  • 57 specii licheni;
  • 147 specii de muşchi;
  • 1047 plante vasculare (ceea ce reprezintă cca. 53% din flora judeţului Neamţ şi 25% din flora României). Dintre acestea, 82 specii sunt arbori şi arbuşti.

Din punct de vedere al fondului forestier compoziţia pe specii se prezintă astfel: 40% din suprafaţă este acoperită cu fag (Fagus sylvatica) urmat, în ordine de brad (Abies alba) – 30%, molid (Picea abies) – 15% şi gorun (Quercus petraea) – 2%.