Wald ist der dominierende Lebensraumtyp; sein Flächenanteil beträgt ca. 69 %. Laubwald herrscht eindeutig vor; Nadelgehölze kommen auf lediglich 3,5 % der Fläche vor.
Bei den Laubwäldern nehmen Buchenwald-Gesellschaften (hier vor allem der Waldgersten-Buchenwald) die größten Flächenanteile ein.
Es können folgende Waldgesellschaften unterschieden werden:

• Waldmeister-Buchenwald (incl. Waldgersten-Buchenwald)
• Hainsimsen-Buchenwald
• Orchideen-Buchenwald
• Eichen-Hainbuchenwald
• Schlucht- und Hangmischwälder
• Moorwälder
• Erlen- und Eschenwälder

Diese Lebensraumtypen nehmen ca. 17 % der Gesamtfläche ein. Dabei handelt es sich zum einen um verbuschende ehemalige Offenflächen, zum anderen um Kahlschlagflächen, die sich jetzt wieder bewalden.
Die Bestände setzen sich aus vielen verschiedenen Gehölzarten zusammen und bilden oft mit eingelagerten oder angrenzenden Offen- und Waldflächen ein Strukturmosaik, was z. B. für die Wildkatze von großer Bedeutung ist.

Offenlebensräume nehmen ca. 14 % der Gesamtfläche ein. Größtenteils handelt es sich dabei um ehemalige Schießbahnen, die über Jahrzehnte durch Schafbeweidung offen gehalten wurden.
Die Vegetation wird geprägt durch gras- und krautreiche Magerrasen. Vielfach sind Kleingewässer eingestreut.

Feuchtlebensräume nehmen nur einen kleinen Flächenanteil ein (weniger als 1 %), sind aber von großer ökologischer Wichtigkeit für viele Organismen. Zu unterscheiden sind Still- und Fließgewässer.
Fließgewässer treten im Hainich aufgrund des geologischen Untergrundes (Muschelkalk) nur in Form von periodisch wasserführenden Bächen auf; es finden sich auch Versickerungsstrecken.
Bei den Stillgewässern handelt es sich zum einen um künstlich entstandene Klein- und Kleinstgewässer (Tümpel, Pfützen, Fahrspuren), um einige wenige ebenfalls künstlich entstandene Teiche und Weiher, zum andern aber auch um kleine natürliche Stillgewässer im Wald (Erdfallsenken, zum Teil mit Erlenbruchwäldern).