На территории парка произрастает около 300 видов растений. Основные виды деревьев Зарафшанского тугайного леса – это тополь сизолистный, ивы джунгарская и белая, лох узколистный, а из кустарников – тамариск щетинистоволосый, боярышник туркестанский, чингиль серебристый и облепиха крушиновидная. Если зима выдаётся неморозной, то с конца января по середину марта полянки усеяны первоцветом – безвременником Кессельринга, эндемиком Центральной Азии.
По нашему маршруту мы этого не увидим, но в парке есть участки, где деревья оплетены лианами: ломоносом восточным и ластовенем сибирским. Наиболее типичные травянистые растения: эриантус равеннский, солодка голая, кендырь шероховатый. У реки, проток и оросительных каналов встречаются рогоз узколистный и тростник обыкновенный.
Гордость Зарафшанского парка – 14 гектаров реликтового тополя сизолистного, или туранги. Он растёт здесь отдельными рощами. В долине Зарафшана подобного нигде больше не сохранилось.
Тугайный лес вдоль реки Зарафшан отличается от тугаев, произрастающих вдоль рек Амударья и Сырдарья. В связи с близостью Зарафшанского и Туркестанского хребтов для растительности парка характерны плодовые – облепиха, боярышник, барбарис и алыча. Наряду с шиповником, лохом и ежевикой эти растения создают хорошую кормовую базу для птиц и млекопитающих. Плодами этих растений питаются лисы, шакалы, фазаны, олени. Плоды созревают в конце лета – осенью и потом держатся на растениях всю зиму. Благодаря большому количеству корма в тугайном лесу зимует множество птиц.