El PNN Old Providence contiene muestras de diferentes ecosistemas del archipiélago: Bosque Seco, Bosques de Manglar, Praderas de Pastos Marinos y Formaciones Coralinas.

Ecosistemas:

Bosque Seco (Dry Forest): Este Corresponde a formaciones vegetales con coberturas boscosas continuas, que se distribuyen entre los 0 – 100 msnm, en lugares donde se presenta temperaturas superiores a los 24 ºC y precipitaciones entre los 700 y 2.000 mm anuales, con uno o dos periodos marcados de sequía.  Típicamente, el número de especies, en muestreos de 0.1 ha, es entre 50 y 70, siendo el valor promedio de 64.9.

En el Parque Nacional, la muestra de Bosque seco Tropical se encuentra contenida en el Sector de Iron Wood Hill, el cual posee una extensión aproximada de 48.6 ha (3.3% del área del PNNOPML) y una altura máxima aproximada de 80 msnm. En esta colina aislada del sistema montañoso de las Islas, pueden encontrarse diferentes tipos de coberturas (Tierras desnudas y degradadas por origen antropológico, Bosque abierto con arbustales, Arbustal y matorral denso, Arbustal y/o matorral discontinuo, Herbazales, y Herbazales con arbustos y matorrales).

 Manglares (Mangrove): Estas son asociaciones vegetales costeras de los trópicos y subtrópicos conformadas por árboles, con adaptaciones que les permiten colonizar terrenos anegados y sujetos a intrusiones de agua salada. Se caracterizan por ubicarse en litorales de suelo plano y fangoso y aguas relativamente tranquilas (estuarios, bahías, ensenadas, lagunas, entre otros).

La principal muestra de Manglar se encuentra en el parte baja de la microcuenca de McBean, con una extensión aproximada de 40.7 ha (2.7 % del área del PNN), que representa el 52.4% de la cobertura de vegetación de manglar de las Islas de Providencia y Santa Catalina. Una pequeña porción de manglares también puede observarse en la parte baja del micro-cuenca de Bailey, al costado suroeste de Iron Wood Hill. Los manglares dentro del Parque están compuestos principalmente de Mangle rojo (Rhizophora mangle) a lo largo de todo el litoral y bordeando la laguna de Oyster Creek (laguna costera) y Mangle negro (Avicennia germinans) detrás del Mangle rojo, hasta llegar al borde interno; las especies mangle blanco (Laguncularia racemosa) y Mangle Botton (Conocarpus erectus) se encuentran en parches aislados en pequeñas proporciones.

Pastos Marinos (SeaGrass Beds): Son formaciones vegetales conformadas por fanerógamas que han desarrollado la capacidad de realizar todo su ciclo de vida sumergida en el agua salina o salobre. Para el Gran Caribe, se han reportado la presencia de cinco géneros y nueve especies y para el Caribe Colombiano cuatro géneros.

 Los Pastos marinos en el Parque Nacional se ubican en las zonas litorales adyacentes de los sectores de Iron Wood Hill y McBean Mangrove, ocupando una extensión aproximada de 50 ha, (3.4% del área del Parque) que corresponden al 3,12 % de la extensión de Pastos marinos de Providencia y Santa Catalina Islas. Están conformados principalmente por tres (3) especies: Thalassia testudinum, Halodule wrigthtii y Syringodium filiforme, que se encuentran asociadas con algas de los géneros Halimeda, Caulerpa, Penicillus y Dictyota.

Formaciones coralinas (Coral Reef): Son ecosistemas constituidos por una estructura construida por organismos vivos, en su mayoría los corales pétreos o duros, verdaderos o hermatípicos, que son los principales constructores de la estructura, aunque existen otros organismos que también pueden dominar el paisaje y el sustrato, como son las algas, los octocorales y las esponjas.

En el área del Parque Nacional se pueden definir tres grandes formaciones de coral que hacen parte del complejo coralino: las formaciones coralinas en laguna arrecifal y terraza lagunar, conformadas principalmente por parches aislados de coral donde predominan corales masivos, especies ramificadas y foliares; las formaciones coralinas en la barrera (continua y pináculos). Estas formaciones ocupan un área aproximada de 1.343.4 ha (90,4% del área del PNN) y que representa el 0,47% de la extensión de este ecosistema en las Islas de Providencia y Santa Catalina.