Dentro da diversidade de ecossistemas da floresta temperada, existem dois grandes grupos:
- As florestas de caducifólias, onde predominam as espécies de folha caduca, que perdem as folhas nas estações frias;
- As florestas de coníferas perenes, nas quais predominam as espécies “sempre verdes”, que mantêm a folhagem todo o ano;
É comum encontrar as espécies de coníferas de folha perene nas florestas temperadas em zonas onde os invernos são mais amenos e a geada e a neve são raras. Já as caducifólias são espécies habituais em ecossistemas temperados de maior amplitude térmica, com verões quentes e invernos gélidos, como acontece, por exemplo, no sul do Canadá e nordeste dos EUA, no Chile, em boa parte da Europa e em partes da China e Japão.
A estrutura das florestas temperadas apresenta, por norma, quatro camadas de vegetação diferenciada: espécies maduras dominantes que se elevam e delimitam o topo da floresta, um segundo nível arbóreo de espécies maduras, uma camada arbustiva e outra de vegetação rasteira de gramíneas e herbáceas.
Em comparação com a floresta tropical, há uma menor diversidade de espécies na floresta temperada, embora a sua importância ecológica não deva ser descurada, com destaque para diversos endemismos, ou seja, espécies que não existem em nenhum outro bioma.
Pinheiros (Pinus spp.), carvalhos (Quercus spp.), faias (Fagus spp.) e eucaliptos (Eucalyptus spp.) são os principais grupos de espécies arbóreas das florestas temperadas, de acordo com a FAO – Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura – e algumas das mais comuns em Portugal. Dependendo dos habitats específicos, é possível encontrar também, com elevada importância, áceres ou bordos (Acer spp.), bétulas (Betula spp.), abetos (Abies spp.), freixos (Fraxinus spp.), zimbros (Juniperus spp.), entre muitas outras espécies de flora.