Растителният свят е представен от 550 вида висши растения от 245 рода и 64 семейства. Около 90 % от територията на парка са заети от дървесно-храстови екосистеми. сновно значение имат смесените широколистни гори, в които преобладава келявия габър. Той съжителства с обикновен габър, бук, цер, клен, ясен, сребролистна липа и др.
Към коренната растителност на Шуменското плато принадлежи мизийския бук, който има значителна стойност и в ботаническо отношение. С цел съхраняване на този дървесен вид, през 1980 г. със заповед № 79 на КОПС е обявен резерват “Букака” – защитена територия с площ 62,6 ха.
От тревните видове в дървесните екосистеми преобладават тези с пролетен цъфтеж. По поляните и ливадите се среща голямо разнообразие от представители на сем. Житни, сем. Бобови, сем. Брошови, сем. Звъникови, сем. Устоцветни и др. По-голямата част от тези видове са ценни за човека като лекарствени, декоративни и ароматни растения.
Характерни за парка са някои скални и степни видове растения.
В Природен парк “Шуменско плато” има 9 защитени вида - горска съсънка, гръцка ведрица, давидов мразовец, пролетно ботурче (циклама), пясъчно подрумиче, снежно кокиче и др.;
 3 застрашени вида - кадифено великденче, петров кръст и черноморска камбанка;
12 вида редки растения - българско еньовче, източен миск, кавказка копривка, хьофтианово часовниче и др.