La vegetación que presenta la región se conoce como estepa arbustiva abierta con predominio de la especie espino (acacia caven). Estas características varían por factores climáticos y topográficos. Es así como podemos observar en las planicies litorales un matorral arbustivo costero poco denso con especies como cactáceas, espinos, y un tapiz herbáceo.
La abundante humedad que se presenta en la costa sur de la bahía de Tongoy y al norte del río Limarí permite la subsistencia de los bosques Fray Jorge y Altos del Talinay de categoría relictus (residual) del tipo selva valdiviana, con especies como olivillo, arrayán, canelo, boldos, peumos y litres. Al interior de la región, específicamente al norte de La Serena, se presenta una estepa abierta de acacia caven, baja, dispersa y asociadas a cactáceas y hierbas anuales. Hacia el sur aparecen especies mesófilas como boldo, peumo, chañar, molle y algarrobo
