Cette écozone était autrefois couverte de vastes étendues de forêts. Les régions au nord et à l'est de Toronto font partie de la région forestière des Grands Lacs et du Saint-Laurent qui est caractérisée par le pin blanc, la pruche du Canada, le bouleau jaune et le pin rouge. Un grand nombre de feuillus comme l'érable à sucre, le chêne rouge, le tilleul et l'orme d'Amérique étaient aussi largement distribués dans la région. Une petite partie de la région forestière des feuillus ou carolinienne, qui y atteint la limite septentrionale de son aire d'extension, s'avance dans le sud-ouest de l'Ontario entre les lacs Huron, Érié et Ontario. Le tulipier de Virginie, le frêne anguleux, le mûrier rouge et le chicot février sont en grande partie confinés aux secteurs les plus chauds de l'écozone. Dans ces forêts de feuillus, le noyer noir et le platane occidental se mêlent à des essences plus courantes de la région forestière des Grands Lacs et du Saint-Laurent.

La forêt primaire est maintenant rare. Des siècles d'agriculture, d'exploitation forestière et notamment d'urbanisation ont morcelé le paysage et créé des îlots isolés de forêt. En Ontario, nombre de ces îlots se trouvent maintenant sur des fermes ou forment des boisés, des forêts urbaines ou des aires protégées. Des secteurs de forêt dense se retrouvent toutefois plus souvent autour des lacs du nord. À l'heure actuelle, l'écozone compte 12,8 % de forêt mixte, 2,1 % de forêt feuillue et 2 % de forêt de conifères.

Bien que formant la plus petite écozone terrestre du Canada, les Plaines à forêts mixtes contiennent plus de la moitié des espèces menacées et en danger de disparition du pays. Le ginseng, désigné comme une espèce menacée par le Comité sur le statut des espèces menacées de disparition au Canada (CSEMDC), pousse dans les riches forêts feuillues humides du sud-ouest du Québec et du sud de l'Ontario. Ses populations ont été énormément réduites par le surpâturage, l'exploitation forestière et la cueillette commerciale de ses racines. À la fin des années 1980, la collinsie bicolore est disparue des boisés clairs situés en bordure des cours d'eau dans le centre-sud de l'Ontario.

Influencée par la présence des Grands Lacs et par l'air tropical remontant du golfe du Mexique, la forêt carolinienne abrite une combinaison unique d'espèces animales et végétales. S'étendant depuis Windsor, à l'ouest, jusqu'à la limite est de l'agglomération torontoise, elle constitue l'un des écosystèmes les plus vulnérables du Canada. De nos jours, la couverture forestière varie d'un maigre 3 à 16 %, et 40 % des plantes rares de l'Ontario sont confinées à cette région. Au nombre des espèces en danger de disparition, mentionnons la raquette de l'Est (une espèce de cactus), la petite pogonie verticillée, le magnolier acuminé et le stylophore à deux feuilles.

Des fleurs sauvages de couleurs vives et des arbustes embellissent maintenant les écosystèmes forestiers. Les trilles, le trèfle, les marguerites jaunes, les verges d'or et les framboisiers y sont des espèces communes. Les fourrés et les champs abandonnés ont été colonisés par des espèces comme le sumac vinaigrier, la viorne trilobée, le cornouiller stolonifère et le saule. Des espèces aquatiques variées se retrouvent dans les rares terres humides qui subsistent dans le bassin des Grands Lacs et le long des rivages du lac Saint-Clair, du lac Érié et du fleuve Saint-Laurent. On peut également trouver dans ces terres humides des espèces indigènes et exotiques comme les quenouilles, les nénuphars, les carex et le salicaire.