山丹地处蒙古高原南部，青藏高原北部边缘，在水平分布上，由南至北植被逐步荒漠化；在山区垂直分布上，由山麓到山顶，依次出现灌丛草原带、森林草原带、灌丛草甸带、高山草甸带。两者结合在一起组成了山丹自然植被。走廊平原多为灌木丛和稀疏乔木，或人工栽培的用材林、经济林、防护林。森林覆盖率为9.8％。此外，均属于人工栽培的农作物，自然生态系统已为农业生态系统所代替。绿洲外围，由于水分不足，多系荒漠化草原、山地草原、灌丛草甸草原等，植被稀疏，结构简单，覆盖率低，呈现出典型的荒漠植被特征。

一、天然森林区 主要分布在中部的大黄山、南部的祁连山和北部的龙首山，海拔2400—3100米之间，与亚高山灌丛草甸草原、低山草原相衔接，同时又与牧场、农田交错相间。大黄山是山丹最大的天然林区，是天然水源涵养林区之一，设大黄山林场，经营面积43.19万亩。其中森林面积20.9万亩（乔木林5.5万亩，灌木林15.31万亩）。乔木林树种以云杉为主，其次为圆柏、山白杨。灌木林以柳科为主。祁连山水源涵养林区，灌木林面积53.06万亩，乔木只有0.85万亩，树种有青海云杉、祁连圆柏和柳科等。龙首山残存的天然林面积少，乔木2300亩，灌木4580亩。长沟山一坡松有小片天然林地约75亩左右。

二、天然草原区 县内草原分布较广。南部的马营滩，草原面积大，牧草质量好，地势平缓，水草丰茂；大黄山植被较好；北山地区草原面积较大。根据草原自然植被、生境条件、植物群落以及利用方式的异同，归并成6个植被类型。

荒漠植被类 主要分布在石岗墩滩、山羊堡滩、东乐北部的冲积——洪积扇平原，红寺湖北部的平川地，山丹火车站至红石泉火车站铁路以北冲积平原，以及龙首山、瞭高山、野猫山一带，面积136.2316万亩，气候干燥，局部地区细粒砂土被风吹走，形成戈壁。自然条件严酷，植物种类极端贫乏、稀疏，由超生小灌木和半灌木构成。覆盖率15—20％。呈荒漠景观。

半荒漠植被类 面积105.7859万亩。主要分布在红石泉以东、青羊口以西兰新铁路两侧和白水泉滩、马莲井滩、柴胡子滩、丰城堡滩、黄草滩、王家滩的缓平原与低丘陵上。滩地植被多由短花针茅、小半灌木构成，以小半灌木为主，覆盖度49—52％。在雨季和润湿年份，一年生草较茂盛，有时甚至改变了群落的面貌。

草原植被类 面积75.3829万亩。主要分布在龙首山、独峰顶北侧，大黄山北麓、李桥、花寨、霍城、马营等乡的丘陵地上。植物以旱生小半灌木的蒿属和丛生禾草的针茅属为主，在阳坡伴生有豆科锦鸡儿属的灌木。覆盖度44—55％。分布在大青羊滩的1.8544万亩，植被较密而分布均匀，主要生长禾本科的针茅及菊科的驴驴蒿。

草甸草原植被类 面积13.412万亩。主要分布在大黄山林线以下和龙首山山腰中部的地带上，是草甸和草原的过渡带，以草原成份占主导地位，在龙首山、大黄山腰间，以莎草科的蒿草和丛生禾草为主，还有菊科和其它科的杂草，覆盖度86％。大黄山东北部山前倾斜平原上，植物以丛生禾草为主，伴有菊科小半灌木，覆盖度63％。白水泉东西，是残积盐土，芨芨草占优势，其次是赖草、蒿草和盐爪爪，覆盖度85％。

高山灌丛草甸植被类 主要分布在祁连山、大黄山、龙首山，面积3.0188万亩。地形大部都属山间缓坡与陡坡，上层多高山柳和木本萎陵菜等植物，下层多莎草科、蓼科植物。覆盖度67％。

高山草甸植被类 主要分布在大黄山、龙首山山顶，面积31.9988万亩。植物品类繁多，受高山气候影响，全部呈垫状生活型，耐牧性强，利用价值大。植物以莎草科为主，蓼科次之，覆盖度95％。

三、人工栽培植被区 广泛分布于全县十个乡的丘陵、河谷、平原地带。这些地方由于农耕历史久远，被覆地表主要是农作物与人造林。

人造林，分布在海拔1600米至2900米的河川平地，包括路旁、渠边、房屋前后林带及田间防护林网，镶嵌在绿洲农田外围，以阔叶杨占绝对优势。至1988年，全县人造林保存面积4.4202万亩，在抵御自然灾害，美化环境，净化空气，改善田间小气候方面起了一定作用。

四、植被退化 由于利用不当或人为破坏，全县植被退化严重。东乐乡北部倾斜平原和马头山一带，因滥打烧柴，挖黄茅头，103万亩地区出现沙化趋势。南起甘新公路，北至龙首山麓，东自马莲井，西至野猫山，面积45.7941万亩，植被破坏，引起水土流失、严重沙化。龙首山前冲积平原、山羊堡滩、石岗墩滩已为沙化草场。大小柳沟、绣花庙、长沟、龙首山北侧，放牧过重，植被稀疏，植物高度下降15厘米左右，牧草产量减少1/2，处于草场退化的初级阶段。