O Parque Nacional Serra da Capivara situa-se no Domínio Morfo-Climático das Caatingas, mas se passearmos pela região poderemos verificar que ele é uma verdadeira área de transição.

As plantas da caatinga têm adaptações específicas para a seca, porque, mesmo durante a curta estação de chuva, faz muito calor durante o dia, os recursos em água são reduzidos, a evaporação e transpiração das plantas são intensas. Os vegetais devem também resistir a vários meses, às vezes anos, de seca. Várias adaptações morfológicas, anatômicas ou fisiológicas se combinam para permitir esta resistência.

As mais aparentes são as relativas à forma exterior das plantas, ou seja as morfológicas. Elas procuram, na maior parte dos casos, limitar a superfície em contato com o ar ambiente para reduzir as perdas de água. Assim, as folhas têm superfiície reduzidas, ou se reduzem a espinhos, limitando a evapo-respiração, ou seja a quantidade de água que uma planta perde por evaporação e por respiração.

As plantas com tubérculos, ou outros tecidos capazes de armazenar água, que é o caso das plantas chamadas suculentas, também são frequentes.

A psicologia das plantas da caatinga também é particular : nas horas mais quentes do dia, as folhas ficam penduradas, obliquas em relação aos raios do sol; os estomatos essas minúsculas aberturas na superfície das folhas, que permitem as trocas com a atmosfera em volta, permanecem abertos muito pouco tempo. Certas espécies, em geral as plantas herbáceas, se adaptam também às condições de aridez realizando todo o seu ciclo, desde a germinação até a fructificação durante a estação úmida. Depois, elas permanecem presentes no solo, no estado de grãos esperando as primeiras gotas de chuva para germinar. Mas o carater mais aparente da caatinga é a queda das folhas, quando começa a estação seca, outra maneira de reduzir a perda de água.

É no começo da estação chuvosa que aparece melhor a diversidade de espécies que compõem a caatinga. Há, provavelmente, na região do Parque Nacional Serra da Capivara, por volta de mais de mil espécies vegetais. Até hoje um pouco mais de seiscentas foram catalogadas, mas o inventário deve continuar em lugares diferentes e em épocas diferentes, porque certas plantas têm um vida muito curta.

Na caatinga dominam as famílias das Euphorbiáceas (exemplo, maniçoba e marmeleiros), das Leguminosas ( juremas e jatobás) e das Bignoniáceas ( carobas e paus d’arco), enquanto que no cerrado são sobretudo as Compostas, as Gramínas e, novamente, as Leguminosas que dominam pela quantidade de espécies presentes. Mas o que chama a atenção é a presença de representantes de duas famílias de plantas, as Cactáceas e as Bromeliáceas.

Uma e outra não são muito importantes pela quantidade de espécies representadas, mas elas dão à paisagem uma marca particular. Essas duas famílias de plantas são unicamente americanas, não as encontramos em outros continentes. Cada uma é representada por apenas uma dezena de espécies.

Entre as Cactáceas, encontramos o mandacaru (Cereus jamacaru), que, como o facheiro (Cephalocereux piauhyensis), pode alcançar vários metros de altura. Outros cactus são mais ramificados, como o xique-xique (Cephalocereux gounellei), ou, pelo contrário, quase lineares como o rabo de raposa (Arrojadoa rhodantha) de flores de côr rosa vivo. Há também cactus com galhos em forma de raquete, como o quipá (Opuntia inamoena) ou a palma (Opuntia ficus-indica), um cactus cultivado para a alimentação do gado. Temos também os cactus com forma de bola e espinhos fortes, como a cabeça de frade (Melocactus bahiensis).

Entre as Bromeliáceas, a mais importante é sem dúvida o caroá (Neoglaziovia variegate) que cresce freqüentemente nos interstícios das rochas e cuja fibra era antigamente usada para fazer tecidos resistentes. Essas diferentes espécies (exceptuando a palma cultivada), mas também outras pertencentes a diversas famílias são endêmicas da caatinga, ou seja são encontradas somente no Nordeste semi-árido ou árido.

Sobre a chapada se extende uma vegetação densa uniforme, atualmente entrecortada de monoculturas de caju. Trata-se de um tipo de caatinga um pouco particular pela sua composição florística que certos autores chamam de carrasco, mas que localmente guarda o nome de caatinga.

Os boqueirões estão ocupados por uma flroesta que alcança vinte metros de altura. Algumas árvores tem mais de 60 cm de diâmetro. Esta floresta não perde suas folhas de uma vez como a caatinga, ela se renova continuamente ao longo do ano. É uma floresta semi-decídua. Sua composição florística também é diferente da das caatingas vizinhas. As Sapotáceas, Mirtáceas e Anonáceas dominam, enquanto que as famílias que abundam na caatinga são aqui mais discretas. Certas espécies dos boqueirões são comuns em outras formações vegetais mais úmidas do Nordeste e até da região peri-amazônica ou da mata atlântica. Estas florestas ocupam, hoje, pequenas superfícies pois foram amplamente cortadas para deixar lugar aos cultivos das populações locais, mas têm um interesse particular como marca da história das mudanças climáticas da região.

Nos contrafortes da Serra, onde emergem os micaschistos, encontramos uma caatinga alta composta quasi exclusivamente de angicos (Anadenanthera macrocarpa), árvore muito explorada tanto pela sua madeira, de excelente qualidade, como pela sua casca que serve para curtir o couro.

O sopé da Serra está também semeado de pequenas elevações, os maciços calcários, localmente chamados serrotes, que são explorados para produzir cal. Sua vegetação está muito degradada, porque as árvores serviram para alimentar os fornos de cal. A atividade desses fornos se extende até longe, em torno dos maciços, formando auréolas de vegetação degradada. Esta produção é altamente destruidora pois implica também o transporte de madeira que vem de outras zonas.

Na parte sul, na planície, a vegetação é mais aberta e a marca do homem mais intensa. Os tabuleiros são entrecortados de espaços cultivados com culturas de subsistência (mandioca, feijão, milho) ou para a venda. Perto das casas, encontramos árvores simbólicas da caatinga, o umbuzeiro (Spondias tuberosa) com a copa muito espalhada, que fornece frutas que se consomem na forma natural ou, sobretudo, sob a forma de umbuzada, e o juazeiro (Ziziphus joazeiro), uma das poucas árvores da caatinga que não perde as folhas durante a estação seca.