Флора Северного Тянь-Шаня исчисляется примерно 2500 видами, что составляет половину всего видового состава тянь-шань-ской флоры. Более половины состава флоры Северного Тянь-Шаня приходится на высоты от 1000 до 2500 м над уровнем моря, на высокогорные пояса приходится 25% флоры, а остальные – на низкогорье и предгорные равнины.
Основной жизненной формой являются травянистые многолетники. Деревья и кустарники представлены 115 видами. Специалисты отмечают многочисленные флористические связи Северного Тянь-Шаня с другими горными районами страны и мира, в том числе и с Гималаями.
Поясность растений отличается не только по южным и северным экспозициям хребтов, но и в зависимости от других особенностей природы Заилийского и Кунгей-Алатау. Так, одни и те же травы и цветы встречаются на различных склонах и хребтах на разной высоте относительно уровня моря. До высоты 800 м на северных и южных склонах Заилийского Алатау в растительном покрове преобладают полынь, ковыль, типчак.
Из горных цветов туристов особенно привлекает эдельвейс, растущий в Северном Тянь-Шане на высотах 2500–3000 м. Красивые и крупные эдельвейсы растут на правых склонах верховья р. Чон-Кемин.
К характерным кустарникам Северного Тянь-Шаня относятся можжевельники, ивняки, караганики, из которых можжевельники (арча) занимают наибольшую площадь. Арча встречается примерно на границах высот от 2500 до 3500 м над уровнем моря.
Ивняки распространены вблизи верхней границы леса на каменистых почвах северных склонов хребтов или древних морен. Караганики растут в субальпийском поясе восточной части Северного Тянь-Шаня. Особенно распространена гривастая карагана в долине р. Чилик и на сыртах хребта Кунгей-Алатау.
После высоты 1300 м появляется более влаголюбивая растительность. Кроме кустарников (шиповника, барбариса, кизильника), для Заилийского Алатау характерны лиственные леса из осины, дикой яблони, абрикоса (урюка), боярышника. До высот 2800 м простирается лес паркового типа, рощи тянь-шаньской ели (ели Шренка) перемежаются с альпийскими лугами. На южных склонах хребта этого высотного пояса попадаются заросли арчи, которые становятся в субальпийских лугах еще более густыми.
Наибольшего роста (до 50 м) ель Шренка достигает в долинах горных ущелий. Ближе к границе леса (2700–3000 м) эта ель бывает невысокой, растет медленно, но живет дольше, чем в нижней полосе леса. На верхней границе своего обитания тянь-шаньская ель приобретает стланиковую форму. Предельный возраст таких елей 550 лет.
Стланики растут на Северном Тянь-Шане лишь небольшими участками. Наиболее значительную площадь (до 2 га) еловые стланики занимают в верховьях р. Карабулак в хребте Кунгей-Алатау.
В горах Северного Тянь-Шаня встречаются многие виды лекарственных и съедобных растений. Ряд растений являются катализаторами жизни, регуляторами запасов крови, гормонов, стимуляторами мозговой, сердечной, пищеварительной и выделительной деятельности организма. Кроме того, многие растения применяются для медицинских целей. Из встречающихся на Северном Тянь-Шане дикорастущих растений могут быть использованы душица, клевер, крапива, малина, можжевельник, мята, рябина, шиповник, щавель, чебрец и т. д.
Во время походов по Северному Тянь-Шаню следует иметь в виду, что здесь встречаются многие редкие растения. Так, в лиственных лесах Заилийского Алатау произрастает курчавка Мушкетова, считающаяся представителем древней нагорно-лесной флоры. К редким растениям из флоры Северного Тянь-Шаня относятся: абрикос обыкновенный (урюк), барбарис илийский, береза толстосережчатая, боярышник алма-атинский, ирис Альберта, клен Семенова, многорядник копьевидный, шиповник лапчаткоцветный и другие, нуждающиеся в охране.
