La Pineta di San Vitale ospita una notevole varietà di specie floristiche, con caratteristiche che si distinguono chiaramente da quelle della Pineta di Classe.

Gli arbusti che predominano lungo i sentieri della pineta sono quelli tipici del clima continentale, come il ligustro, la berretta del prete, il prugnolo e il biancospino. Di particolare interesse è la diffusa presenza del crespino, un arbusto raro in altre aree. Dove gli arbusti sono meno densi, tende a proliferare il rovo.

All'interno della struttura boschiva si trovano zone periodicamente allagate, elementi di naturalità che probabilmente esistevano anche nelle pinete storiche, caratterizzati da una vegetazione igrofila. Queste aree sostengono una biodiversità preziosa e rara, che, con una gestione adeguata degli apporti idrici, si integra con le vicine zone umide del ravennate (come Punte Alberete, Valle Mandriole, Bardello, Pialassa Baiona).