El santuario presenta vegetación boscosa característica de tierras bajas de la amazonia, además de vegetación característica de la zona andina como bosque andino, alto andino y páramo.

Siguiendo la clasificación del Instituto de Investigación en Recursos Biológicos Alexander von Humboldt–IAvH, se reconocen en la vertiente Andino–Amazónica colombiana tres tipos generales de biomas: 1) el orobioma del zonobioma húmedo tropical (862.213 ha); el orobioma azonal del zonobioma húmedo tropical (3.354 ha) y el zonobioma húmedo tropical propiamente dicho (598.008 ha), los cuales se subdividen en 14 orobiomas diferentes.