Na bacia do rio São Francisco, a vegetação possui diversas condições naturais e é formada, em sua maior parte, pelos biomas cerrado e caatinga, mas na sua extensão também encontramos florestas, costeiros e insulares.
O Cerrado, que cobre praticamente metade da bacia, é predominante nas regiões de clima úmido e subúmido, além de solos de baixa fertilidade. O grande domínio desse bioma situa-se em Minas Gerais e no oeste e sul da Bahia (Alto e Médio São Francisco).
Já a Caatinga é a vegetação que impera as áreas de clima árido e semi-árido, como Bahia, Pernambuco e oeste de Alagoas e Sergipe (Médio, Submédio e Baixo São Francisco).
E por último, a Floresta, que é predominante na região úmida, subúmidas secas e úmidas, onde ocorre maior umidade no solo, ao longo de rios, formando as matas ciliares. Localiza-se em Minas Gerais e nas faixas costeiras de Sergipe e Alagoas (Alto e Baixo São Francisco).