从植物地理成分上看，北京九龙山自然保护区属于“泛北极植物区”的“中国—日本森林植物亚区”的南缘，同时区域生物气候又具有一定的过渡性质，因此，相邻的“欧洲西伯利亚植物亚区”和“黑海中亚干草原植物亚区”的植物成份有侵入到本区域的表现。较高海拔地区出现了西伯利亚植物成份，如鹿蹄草(Pyrola rotundifolia)，而低山区又出现较多的黑海中亚干草原的成份，如豆科的棘豆属(Oxytropis)、菊科的蒿属(Artmisia)等。此外，一些具有热带亲缘关系的植物种类从西南、华南向北分布到该区，有些甚至成为建群种，形成面积较大的群落，如荆条(Vitex negundo var. heterophylla)、酸枣(Ziziphus jujuba var. spinosa)、雀儿舌头(Leptopus chinensis)、黄背草(Themeda japonica)等。虽然九龙山自然保护区是多种植物区系的交汇之地，但总的来看，植物区系的特点仍为暖温带性质。