黄河流域境内地势起伏剧烈，地貌类型多样、生境十分复杂，为各种植被类型的发育创造了条件。自东向西跨越了落叶阔叶林带、草原地带、荒漠地带和青藏高原植被带4个植被带。

落叶阔叶林地带位于流域东、南部，包括延河、渭河等流域的中下游，及其以东和以南的广大地区，如黄河下游大汶河流域、太行山脉西麓和吕梁山地、流域南部的秦岭以及其东部支脉伏牛山以及黄土高原中的低山等。

黄河中游以子午岭与黄龙等为主的所有天然林面积约为10000km2。

草原地带位于落叶阔叶林地带的西北部。由于气候干旱，森林和灌丛的发育十分微弱，草原植被类型也发生了变化。广大的黄土高原上皆为各种类型的长芒草草原和短花针茅草原。

内蒙古高原草地结构类型自东向西依次更替着克氏针茅草原、短花针茅草原和小针茅草原。草原地带的山地植被分布为：阴山山脉东段大青山山麓为长芒草、冷蒿草原，海拔1900m以上的顶峰分布着亚高山草甸，西段狼山遍布着稀疏草丛；

贺兰山自山麓至山顶有山地草原、山地灌丛、乔木林以及亚高山、高山灌丛与草甸；白于山、六盘山、屈吴山基本上以草原为主，个别地段有草原旱生灌丛和乔木。

草原地带的沙地植被主要分布于毛乌素沙地和库布齐沙漠，流动沙丘地段多以一二年生的植物为主，半固定和固定沙丘则以白沙蒿和油蒿为主，局部水分较好的保留有灌丛和草甸。

荒漠地带位于流域西北部，仅包括鄂尔多斯市西端桌子山附近及贺兰山以南地区。石质山丘、砾石戈壁、地势低洼地段分别分布着少数耐寒、抗旱、耐盐碱的植物。

黄河流域兰州以西地区属于青藏高原植被带。该地区地势骤然升高，气候和植被条件与东部截然不同，除湟水谷地分布着温带草原外，绝大部分地区皆为高寒草甸、灌丛和高寒草原。