Der Nationalpark Hainich präsentiert sich heute als ein umfassendes Lebensraummosaik. Er besteht in den Randbereichen aus extensiv beweideten Magerrasen, die durchsetzt sind mit zahlreichen Kleingewässern sowie größeren und kleineren Gebüschen und Gehölzgruppen. Angrenzend gibt es großflächige Gehölzsukzessionen, die übergehen in die flächenmäßig dominierenden arten- und strukturreichen Laubholzbestände mit hohem Alt- und Totholzanteil. 

Der Hainich ist ein Muschelkalk-Höhenzug; seine höchste Erhebung ist mit 494 Metern der „Alte Berg“. Kennzeichnend für diesen Höhenzug sind die verschiedenen Buchenwaldgesellschaften, in denen neben der Rotbuche auch zahlreiche andere Laubbaumarten, wie Eschen, Ahorne, Linden und die seltene Elsbeere vorkommen. Über dem Muschelkalk bilden sich landschaftsprägend Waldmeisterbuchen­wälder, in trockeneren Bereichen auch Orchideenbuchenwälder aus. 

Im Gegensatz zu vielen anderen Waldgebieten Deutschlands und Mitteleuropas sind im Hainich die Waldbestände trotz jahrhundertelanger Nutzung relativ naturnah geblieben. Der Nadelholzanteil beträgt im Nationalpark weniger als 3 % der Gesamtfläche.