Brämöns vegetation karaktäriseras av karga bergknallar med artfattig hällmarkstallskog i norr och väster som successivt övergår i fuktigare dalstråk, bitvis örtrik granskog och flera mindre myrmarker mot öster och söder.
Förekomster av kalkstensblock från silurberggrunden under Bottenhavet öster om Brämön och ett klimatiskt gynnsamt läge, gör öns kärlväxtflora unik och har medfört en rik och varierad flora som gör ön till ett av Medelpads mest lockande botaniska utflyktsmål. Framförallt myrarna österut och norrut hyser en rad kalkfordrande finesser, däribland 16 orkidéarter och minst 3 hybrider.
Hur har jordmånen blivit kalkrik? Förklaringen slår att finna i ett kalkstensstråk på havets botten norr och öster om Brämön. Under istiden gled isen fram över land och havsbotten och ryckte med sig stora mängder blockgrus och ändå finare fragment av bottenhavskalkstenen. En hel del släppte isen ifrån sig på sin väg över Brämön. I synnerhet på öns nordöstra del kan man finna block av ren kalksten, särskilt vid stränderna där blocken ligger nakna.
På öns norra del prunkar orkidéerna allra ymnigast. Här står Brämöns karaktärsblomma, skogsnycklar i oräkneligt antal. Över 450 arter av kärlväxter (dvs. fanerogamer och kärlkryptogamer) har noterats på Brämön.
Längs stigen som går söderut från Norrhamn mot Rudtjärn kan man i juni uppleva blommande, väldoftande nattvioler och lite senare på sommaren skogsnycklar.
I ett stråk från Rudtjärnen och norrut finns ett antal kalkpåverkade myrar där det bland annat har påträffats myggblomster, tvåblad, blodnycklar och sumpnycklar. Här är även sällsyntheter som kärrbräken, skogsfru och skogsknipprot funna. Brunag och småsileshår är andra mindre vanliga växtarter som kan påträffas på Brämöns myrar.
På Brämön finns också en intressant strandvegetation med bland annat gultåtel, strandglim och ormtunga. Längs den nordöstra stranden har påträffats sällsyntare växter som vejde, kustarun, vildlin och gul svärdslilja. På stränderna och även intill myrmarkerna förekommer den sydliga klibbalen som har blanka och rundare blad än den vanliga gråalen. Klibbalens stam har också en grövre och ojämnare bark än gråalen.
På torrbackarna i och kring Norrhamn och Sanna har noterats sydliga växtarter som darrgräs, råttsvans, vårförgätmigej och backlök. Brämöns vegetation karaktäriseras i övrigt av karga bergknallar med artfattig hällmarkstallskog som successivt övergår i mer produktiv mark med fuktigare dalstråk, bitvis örtrik granskog och mindre myrmarker. Skogen är till större delen äldre än 100 år och hyser ett relativt rikligt inslag av betydligt äldre träd. Observera att samtliga orkidéer är fridlysta och inte får plockas.
Sällsynta växter i fyra huvudgrupper på Brämön:
Skog: skogsfru, skogsknipprot, tvåblad, nästrot, tallört. skogsnycklar
Myr: kärrbräken. sumpnycklar. små-sileshår, blodnycklar, brunag, ängsnycklar
Kulturmarker: backlök, råttsvans, lundtrav, darrgräs, dvärgvårlök
Havsstrand: vildlin, vejde, smalfräken, trådfräken, fjällnejlika