伊克昭盟植物区系属于欧亚草原区和亚洲荒漠区，总属于泛北植物区域，东部与中国华北森林区为邻，东南部与黄土高原区衔接，西与阿拉善荒漠区相连。因此，植物种类较为丰富和复杂，植物组成表现了这几个区系的特点。

亚洲中部植物区系成份在伊克昭盟种类较多，有狭叶锦鸡儿、小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿、蒙获、蒙古岩黄蓍、油蒿、籽蒿、霸王、膜果、麻黄、珍柴柴、松叶猪毛菜、合头藜、唐古特白刺、齿叶白刺、蒙古沙拐枣、绵刺、沙冬青、四合木、长叶红砂、细枝盐扑爪爪、旱蒿、中亚紫菀木、蒙古扁桃等。

东亚植物区系成份有：辽东栋、油松、杜松、侧柏、大果榆、山杏、三裂绣线菊、桃叶卫矛、小叶鼠李、酸枣、达乌里胡枝子、黄刺玫、虎榛子、红柳、艾蒿等。

地中海植物区系成份有半日花、梭梭、优若黎、胡杨、木旋花、木地肤。

属于黑海～哈萨克～蒙古植物种的有：小叶忍冬、小叶金露梅等；属于古北极植物种有：叉枝园柏（沙地柏）、百里香、亚洲百里香（地椒）等；泛北极植物种的有冷蒿；属于伊克昭盟特有植物种的有：内蒙亚菊、油蒿是以鄂尔多斯为分布中心的植物种，四合木、绵刺、沙冬青则是以东阿拉善～西鄂尔多斯为中心分布的植物种。