Повечето от установените в потоците и реките на територията на парка водорасли са индикатори за много чисти води. Водораслите са силно чувствителни на всякакви промени на факторите и ресурсите на средата, като замърсяване, еутрофикация, промени във хидрологичния режим и др., поради което са основен елемент за определяне екологичното състояние на води.
Общо до момента от територията на парка са установени 146 вида гъби.
Особен интерес и обект на задълбочени проучвания през последните десетилетия са вековните кестенови гори, рядко за България местообитание и приоритетно за опазване, според европейската Директива за местообитанията (92/43/ЕЕС). Кестеновите гори в Беласица се различават от тези в северната част на Балканския полуостров по присъствието на средиземноморски елементи като маклен (Acer monspessulanum L.), източен чинар (Platanus orientalis L.), дървовиден плюскач (Colutea arborescens L.), храстовидна зайчина (Coronilla emerus L.), гръцки гърбач (Periploca greaca L.), храстовиден жасмин (Jasminium fruticans L.). Това ги прави уникални и за Европа.
На територията на Беласица са установени 1591 папратовидни и семенни растения, които съставляват около 39% от флората на България. Най-големият отдел, този на цветните растения (Magnoliophyta), съдържа 1554 вида.
104 вида са с висока консервационна стойност, от които 28 се опазват от Закона за биологичното разнообразие (Приложения 2а и 3 на ЗБР), 17 вида са включени в Червената книга на Република България (4 критично застрашени, 10 застрашени и 3 уязвими), 53 са балканските ендемити и 5 са българските. По отношение на международните природозащитни спогодби 31 вида попадат под разпоредбите на Конвенцията за международна търговия със застрашени видове от дивата фауна и флора (CITES) и 3 са обект на европейската Директива за природните местообитания. Сред редките растения могат да бъдат споменати следните: бодливолистен джел (Ilex aquifolium L.), обикновен тис (Taxus baccata L.), карстова люцерна (Medicago carstiensis Jacq.), албански крем (Lilium albanicum Griseb.), стоянова теменуга (Viola stojanowii Beck.), прекрасна теменуга (Viola speciosa Pant.), кошаниновото бясно дръвче (Daphne kosaninii (Stoj.) Stoj.), широколистен дремник (Epipactis exilis P. Delforge), пърчовка (Himantoglossum caprinum), родопска горска майка (Lathraea rhodopea Dingler) и др.
