Флоры горных территорий представляют интерес в связи с их высоким видовым разнообразием. Составлен конспект флоры хр. Западный Танну-Ола, насчитывающий 981 вид и подвид сосудистых растений, относящихся к 344 родам и 79 семействам.
Таксономический анализ показал, что в число десяти наиболее крупных семейств флоры входят: Asteraceae (119 видов и подвидов), Poaceae (106), Fabaceae (67), Rosaceae (64), Caryophyllaceae (53), Cyperaceae (50), Ranunculaceae (48), Brassicaceae (45), Lamiaceae (35) и Scrophulariaceae (30). Набор десяти крупнейших семейств флоры совпадает с десятью преобладающими семействами флор Бореальной области. В тройку крупнейших семейств флоры хребта Западный Танну-Ола входит семейство Fabaceae, что также отмечено для флоры российской части хр. Цаган-Шибэту, примыкающему к Западному Танну-Ола, свойственно среднеазиатским флорам Туранской подобласти Средиземноморской области и центральноазиатской флоре Монголии. Данные факты, по всей видимости, обусловлены положением хр. Западный Танну-Ола на мировом водоразделе, вследствие чего его флора имеет признаки как североазиатских, так и среднеазиатских и центральноазиатских флор.
В пределах хребта под охраной находятся 26 видов флоры, занесенных в Красную книгу Российской Федерации и/или в Красную книгу Республики Тыва.