Vadide yıllık ortalama yağış miktarı 2000 mm.nin üzerindedir ve yüksek kesimleri sürekli sis altında. Alüviyal akarsu ormanları (kızılağaç), geniş yapraklı ılıman ormanlar (doğu kayını), iğne yapraklı doğu ladini ormanları, yapraklı ve karışık ormanlar, geniş alpin çayırlıklar ve kayalık habitatlar, nadir şimşir ormanları gibi Doğu Karadeniz’e özgü bütün habitatları burada bulmak mümkün. Bu değerlerinden ötürü, Fırtına Vadisi ormanları, WWF (Dünya Doğayı Koruma Vakfı) tarafından Avrupa’da acil korunması gereken 100 ormandan biri olarak ilan edildi.
Fırtına Vadisi, Kaçkar Dağları ile birlikte 537 odunsu bitki, 136 kuş, 30 memeli, 21 sürüngen ve 116 endemik bitki türüne ev sahipliği yapar. Fırtına, Hemşin ve Çağlayan dereleri, her yıl Karadeniz’den iç kısımlara göç ederek yumurtadan çıktıkları yere yumurtlayan “deniz alaları”nın da yuvasıdır. (yani üzeri kırmızı pullarla örülü dere alabalığı)
Doğu Karadeniz Dağları Önemli Bitki Alanları(ÖBA) içinde Fırtına Vadisi, çeşitli vejetasyon tipleri ve flora zenginliğiyle diğer vadilerden belirgin bir farklılık sergiler. Doğu Karadeniz Bölgesi için yapılan flora çalışmalarının en kapsamlılarından biri olan Rize Florası adlı çalışmada, Fırtına Vadisi’nin Rize ili bitki alanı sayısının yarısından fazlasını barındırdığı ortaya çıktı. Buna göre Kaçkar Dağları, özellikle milli park ve yakın çevresi, Doğu Karadeniz’deki endemik alanların %30'una tek başına ev sahipliği yapıyor. Alanda orman, nemli dere, sucul ve sulak alan, subalpin ve alpin olmak üzere 4 vejetasyon tipi vardır:
Orman alanları: Çoğunlukla yapraklı ve iğne yapraklı ormanların egemen olduğu bir kuşaktır. Bu bölümün 300-1500 m yükseltiler arasındaki kesiminde yapraklı türler; 1500 metreden yukarı kesimlere doğru çıkıldıkça, iğne yapraklı türler karışıma daha yüksek oranda katılmaktadır. Doğu kayını (Fagus orientalis), doğu ladini (Picea orientalis), Anadolu kestanesi (Castanea sativa), sapsız meşe (Quercus petraea subsp. iberica), adi gürgen (Carpinus betulus) ve porsuk (Taxus baccata) gibi odunsu türler bulunmaktadır. Bu kuşakta zengin orman altı otsu florası da yer almaktadır. 1500-2000 m yükseltiler arasındaysa nemli-yarı nemli, kışa dayanıklı, iğne yapraklı saf ya da karışık ormanlar yaygın durumdadır. Bu ormanlar; doğu ladini, Doğu Karadeniz göknarı (Abies nordmanniana ssp. nordmanniana), sarıçam, karışık ve saf ormanlarıdır. Kuzey bakılarda meşcere halinde sapsız meşe bulunmaktadır.
Nemli dere alanları: Nemli dere vejetasyonunun ana elemanı kızılağaç (Alnus glutinosa) ormanlarıdır. Genellikle 1000 m’nin altındaki dere yataklarında yayılış göstermektedir. Bu orman yapısı, Çamlıhemşin merkezde olarak Zilkale, Çat-Palovit kavşağı ve Çamlıhemşin –Ayder’de bulunmaktadır.
Subalpin ve alpin vejetasyonu: Deniz seviyesinden 2200 m, yer yer de 2400 m’lere kadar çıkan ormana ait formasyonlarla, bunun üzerinde yer alan yüksek dağ katı çayırlarından ibarettir. Rize'nin alpin kat vejetasyonu, orman üst sınırından itibaren 3100-3200 m’lere kadar devam eder. Yüksek dağ katı; Sibbaldia parviflora, Alchemilla spp. ve Nardus stricta’nın yaygın ve baskın olduğu alpin çayırlarla; Kafkas orman gülünün (Rhododendron caucasicum) baskın olduğu çalılıklardan oluşmaktadır. Otsu türlerin örtme derecesi %30'u geçmez; çalı tabakasının örtme derecesiyse %70'dir. Bu ormanların tabanlarında liken ve yosunlara rastlanmaktadır. Bu orman yapısı Çamlıhemşin’de Hisarcık Koyu, Lamli-Dilek Dağı, Yukarı Kavrun-Çengovit, Ortayayla köyü-Kumarlık Tepe’de bulunmaktadır.
Fırtına Vadisi içerisinde bulunan bitki örtüsü, özellikle belli bazı orman formasyonları ve ekosistemlerle dikkat çekmektedir. Temel olarak, bu ekosistemlerde, değişik yerlerde yayılan üç çeşit formasyon görülmektedir: Alüviyal ormanlar, şimşir ormanları ve doğal yaşlı orman toplulukları.
Alüviyal ormanlar: Bu alanlar, yaşam ortamlarındaki değişikliklere dayanabilen çok özel bir ekosistemi, alüviyal akarsu ormanlarını barındırmaktadır. Burada yaşayan bitkiler derin köklüdür ve yüksek bir üreme potansiyeliyle mekanik hasarlara karşı belirgin bir dayanıklılık gösterirler. Bu yapılar, akarsularda yer alan birçok yaşam biçimi için gerekli yerleşim yerlerini sağlarlar.
Şimşir ormanları: Fırtına Vadisi’nde bulunan örnekleri, bu türün en dikkat çekici topluluklarını oluşturmaktadır. Ağaçların çaplarının 8-32 cm arasında değişmesi ve boylarının yer yer 8-10 m’ye kadar ulaşmasıyla anıt özelliği kazanmaktadırlar. Bu ormanlar, Fırtına Vadisi’nin en önemli biyolojik kaynak değerlerinden biri olmakla kalmayıp, olağanüstü güzellikleriyle estetik kaynak değerlerinin de başında gelmektedir. Alanın içerisinde ve hemen dışında çeşitli mevkilerde bulunan şimşir (Buxus sempervirens) ormanları dere kenarlarında görülse de, yamaç alanlarda da büyük parçalar halinde bulunabilmektedir. Bu orman parçalarının yaygın olarak bulunduğu yerler, 900-1300 m arasında Çamlıhemşin-Meydan yolu üzerinde, Şimşirlik mevkiinde, Kito ormanlarıyla Palovit Vadisi içinde bulunmaktadır. Şimşir ormanları içerisinde bulunan diğer tipik bitkiler arasında Ilex colchica, Hedera colchica, Rubus spp., Oxalis spp., Trifolium spp. ve bazı mantarlarla yoğun kara yosunları sayılabilir.
Doğal yaşlı ormanlar: Doğal Yaşlı Ormanlar yalnızca orman ağaçlarından ibaret değildir. Bu ormanlar doğallık ve yaşlılığı yansıtan özelliklerin, ekosistem sağlığının ve biyolojik çeşitliliğin en mükemmel şekilde korunduğu yerler olarak bilinmektedir. Epifitik bitkilerin çokluğuyla dikkat çeken bu ormanlar, tehlike altındaki türlerin de %13 kadarını içermektedir. Fırtına Vadisi ve Palovit Vadisi, içerdikleri doğal yaşlı ormanlarla, hem bölgenin, hem de ülkenin en bozulmamış birkaç orman ekosistemi arasında değerlendirilebilir. Fırtına Vadisi içerisinde yaklaşık 4603 hektar doğal yaşlı orman bulunmaktadır.