К настоящему времени на территории заповедника зарегистрировано 618 вид высших сосудистых растений, что составляет 25% от биоразнообразия Алтае-Саянской горной страны, прогнозируются 943 вида. Небольшое число видов в заповеднике «Кузнецкий Алатау» свидетельствует скорее всего не о реальном состоянии биоразнообразия его природных экосистем, а о степени изученности флоры (Власенко, Овчинникова, 2001). Флора заповедника явно отличается от всех прочих заповедников Алтае-Саянской горной страны (коэфф. сходства 0,33-0,37) в связи с гидроморфными особенностями заповедника.
Разнообразие флористической насыщенности по высотно-поясным группам следующее:
Среди прочих рассматриваемых экотопов наиболее представлены виды заболоченных местообитаний (56); достаточно большое число видов встречается в поймах (49) и по берегам рек (42), а также инвазийных (39); по заводям, пескам и галечникам встречается 15-17 видов; совершенно отсутствуют виды осыпей и солончаков.
Из видов, рекомендуемых к охране в Алтае-Саянской горной стране (514), на территории заповедника зарегистрировано 60. Среди них 22 вида встречаются в высокогорной группе, 3 — в горно-таежной, 12 — в черневой, 14 — в группе подтаежно-лесостепного комплекса, по 1 виду — на каменистых россыпях, песках и осыпях, 5 — на берегу и в пойме рек.
Из мхов на территории заповедника зарегистрировано 323 вида.