Территория Воронежской области находится на рубеже двух ботанико-географических зон – степной и лесной. Здесь в полной мере проявляется своеобразие лесостепной ландшафтной зоны – чередование островных лесных массивов и безлесных пространств с луговыми, луго-степными и степными сообществами.
Около 10 % территории Воронежской области покрыто лесами. Из лесных сообществ наибольшее распространение получили сосновые и дубовые леса. В основном производными являются мелколиственные леса – березняки и осинники, первичны некоторые нагорные березняки. Черноольшаники, тополёвые леса и ивняки распространены в долинах рек. Растительный покров пойменных лугов, имеющий большое хозяйственное значение, приурочен к поймам рр. Дон, Воронеж, Битюг, Хопёр, Толучеевка, Тихая Сосна, Чёрная Калитва, Богучарка и др. Богата и разнообразна флора водно-болотных угодий. Вне пойм, по склонам и отчасти на водораздельных участках, сохранились различные варианты степей: луговые степи, развивающиеся на черноземных почвах, кальцефитно-петрофитные, приуроченные к мело-мергелистым обнажениям, и псаммофитные, получившие распространение на песках и супесчаных почвах.
Растительность урбанизированных территорий, обочин транспортных магистралей, сельскохозяйственных угодий на месте бывших лесов, степей и лугов представлен растительными сообществами, в состав которых входят культивируемые, сорные виды, а также остатки естественных степных, луговых и иных флористических комплексов.
Флора Воронежской области насчитывает 2188 видов высших растений, кроме мхов. Она распределена между 5 отделами, 150 семействами и 739 родами. Споровых растений – 25 (1,1 %), голосеменных – 37 (1,7 %), односемядольных– 435 (20 %), двусемядольных – 1690 (77,2 %). Среди дикорастущей флоры числится пищевых – 401, медоносных – 536, кормовых – 231, ядовитых – 208, лекарственных – 423, витаминных – 537, технических – 411, декоративных – 336 видов. Адвентивная флора включает 435 видов из 270 родов и 79 семейств. Двудольных имеется 344 вида из 220 родов и 66 семейств. Однодольных – 75 видов из 46 родов и 12 семейств. В Красную книгу России занесено 40 видов, а 240 видов рекомендовано внести в Красную книгу Воронежской области.
Воронежская область относится к лесодефицитному региону РФ. Её лесистость не превышает 10 %. Общая площадь лесов на 01.01.2007 г. – 497,6 тыс. га, покрытые лесной растительностью земли занимают 435,5 тыс. га с общим запасом древесины 64,35 млн. м3. Основными и главными лесообразующими породами являются дуб черешчатый (174 тыс. га с запасом древесины 25 млн. м3) и сосна обыкновенная (110 тыс. га с запасом древесины 21,2 млн. м3). В лесообразовании участвуют также осина, ольха, ясень, берёза, клён остролистный, липа. Около 50 % дубовых насаждений образовано низкоствольным дубом порослевого происхождения 3-5 генерации с запасом древесины 115 м3/га. Наиболее продуктивными являются сосновые леса (средний запас древесины – 190 м3/га).
Современная возрастная структура хвойных и дубовых древостоев (явное преобладание молодняков и ничтожная доля спелых древостоев) не даёт возможности организовать стабильное пользование древесиной. В лесном фонде явно выражена тенденция снижения площади дуба, что связано с процессом усыхания дубрав, которое носит циклический характер. За последние 100 лет отмечено 3 волны наиболее интенсивного отмирания дуба (1895-1911, 1928-1945, 1964-1983), обусловленного комплексом неблагоприятных экологических факторов. Сосновые леса характеризуются преобладанием насаждений искусственного происхождения. Основная функция лесов в Воронежской области – экологическая.
Степи Воронежской области, растительные сообщества с господством многолетних ксерофильных травянистых растений. Ландшафтный облик степей Воронежской области определяют широко распространившиеся в плиоцене-плейстоцене на равнинных территориях северного полушария холодоустойчивые дерновинные и корневищные злаки, которые, доминируя в растительных сообществах, составляют максимум их фитомассы. К основным доминантам принадлежат виды из родов ковыль, пырей, овсяница, кострец.
Луговые степи Воронежской области характеризуются большой видовой насыщенностью, богато представленным разнотравьем. Существенную роль в сложении степных сообществ играют не только плотнодерновинные, но также рыхлодерновинные и особенно корневищные злаки, выступающию в роли доминантов. Растительный покров степей развивающихся на черноземах, представляет собой звено в некогда сплошной полосе луговых степей от Волыно-Подольской возвышенности на западе до Предуралья на востоке. Развитие интенсивного земледелия в XIX в. привело к коренному преобразованию в Центральном Черноземье почти всех земель, пригодных для возделывания сельскохозяйственных культур. Распашке подверглись водораздельные пространства с плодородными черноземами. В результате этого процесса наблюдается феномен «инсуляризации степи», переход её из положения доминирующей на плакорах и вне плакоров растительности на положение антропогенного реликта, который сохранился на «неудобных» землях склонов балок, выходах коренных пород и в немногих степных заповедниках.
Для степных сообществ, развивающихся на черноземных почвах, характерны 614 видов растений. По видовой представленности в степной флоре первые 3 места принадлежат семействам сложноцветных, злакам и бобовым. Из бобовых наиболее богат видами род астрагал. В степной флоре этот род представлен 16 видами, среди которых наряду с такими широко распространенными астрагалами, как австрийский, нутовый, эспарцетный, встречается целый ряд редких видов, произрастающих на северном пределе распространения в Воронежской области. Это астрагалы шерстистоцветковый, длинноножковый, камнеломковый, опушённоцветковый, яичкоплодный. Красочное степное разнотравье составляют виды различных семейств: горицвет весенний, клубника зелёная, или полуница, таволга, или лабазник обыкновенный, синяк русский, или румянка, шалфеи степной, поникающий, мутовчатый, остепнённый. В составе степной флоры Воронежской области 23 эндемика бассейна Дона, средней полосы России, юга и юго-востока Европейской России и Украины, в их числе такие красивоцветущие растения, как живокость, или дельфиниум Литвинова, живокость Думберга, анхуза, или воловик светло-жёлтый.
Уникальное природное явление средней полосы Европейской России – кальцефитно-петрофитные степи, сформировавшиеся в специфических микроклиматических и почвенных условиях меловых обнажений. В Воронежской области местом концентрации кальцефильно-петрофильной флоры, которая отличается своеобразием от флоры на черноземных почвах, являются мело-мергелистые обнажения Калачской и Среднерусской возвышенностей. Всего в таких местообитаниях встречается 516 видов сосудистых растений, из которых 51 вид – облигатные кальцефиты, преимущественно или исключительно связанные в своём распространении с мело-мергелистыми обнажениями. В их числе 27 видов – эндемики юга Европейской России и бассейна Дона, к которым относятся такие виды, как полынь беловойлочная, дрок донской, копеечники меловой, крупноцветковый, украинский, проломник Козо-Полянского, иссоп меловой, овсяница меловая, тонконог Талиева, большинство из которых внесены в региональный охранный список и Красную книгу России.