A arborização característica da Serra d’Arga não é representativa, porém nos lugares próximos dos povoados encontram-se carvalhos (Quercus robur), sobreiros (Quercus suber), pinheiros (Pinus pinaster; Pinus sylvestris), amieiros (Alnus glutinosa), bétulas (Betula celtiberica), castanheiros (Castanea sativa), oliveiras (Olea europea) e o medronheiro (Arbutus unedo). Estas espécies encontram-se de forma muito singular nesta Serra, constituindo pequenos bosquetes com grande diversidade florística. Contudo existem espécies de elevado interesse, uma vez que constituem uma raridade no país ou constituem endemismos da Serra d’ Arga. Como endemismo de elevada importância temos o feto-real (Osmunda regalis) que abunda junto das margens dos ribeiros que serpenteiam a serra. Nas grandes chãs da serra podemos encontrar turfeiras com uma grande quantidade de Sphagnum auriculatum, Sphagnum compactum, Sphagnum tenellum, Sphagnum rubellum, e Sphagnum subnitens. Nas vertentes da Arga, surgem nas zonas húmidas criadas pelos inúmeros ribeiros e riachos e linhas de escorrência, as denominadas “orvalhilhas”: Drosera rotundifolia, Drosera intermedia e Pinguicula lusitanica. Nestas zonas ocorre, igualmente, uma espécie rara com uma distribuição muito reduzida no nosso país – o Lycopodium inundatum.
A Serra d’ Arga é por excelência o local-tipo para a espécie Armeria humilis ssp. odorata, apenas ocorrendo nesta serra e na vizinha Serra Amarela (maciço montanhoso enquadrado no Parque Nacional da Peneda-Gerês). Na área que constitui a Chã Grande surge uma população bastante grande e compacta de Narcissus pseudonarcissus.
No que respeita a arbustos, predomina o tôjo (Ulex europaeus e o Ulex minor) e as urzes (Erica arborea, 
Erica dealbata, Erica cinerea), em menor quantidade encontra-se o loureiro (Laurus nobilis), o medronheiro (Arbutus unedo) e o azevinho (Ilex aquifolium). É de destacar e digno chamar a atenção que grandes áreas da Serra encontram-se invadidas por um arbusto exótico, denominado vulgarmente por acácia-espinhosa (Hakea sericea), considerado infestante no nosso país, quer pelos graves problemas que representa para as mais diversas espécies cinegéticas, como para a flora autóctone, assim como pelo impacto ambiental que causa devido à sua facilidade em propagar-se com os incêndios florestais (espécie pirófita).
Serra d’ Arga destaca-se a nível da conservação da natureza por apresentar uma elevada biodiversidade, a qual permitiu a sua inclusão na Rede Natura 2000. Sendo digno de salientar a existência de espécies de elevado valor no que respeita à sua conservação, tais como: Lobo (Canis lupus), Gato-bravo (Felis sylvestris), Lontra (Lutra lutra), Corço (Capreolus capreolus), Musaranho (Neomys anomalus), Toupeira-d’ água (Galemys pirenaicus), Lagarto d’ água (Lacerta schreiberi) e o Peneireiro-vulgar (Falco tinnunculus)
