Melldalaskogens flora är rik med gulsippa, lundviol och stora mängder ramslök. På de gamla hamlade träden finns intressanta mossor och lavar exempelvis almlav, grov baronmossa och trädporella. Även marksvampfloran är intressant med tex grönpucklig tråding.
Intill skogen ligger Melldalakärret. Marken består av ryggar av kalktuff och källbäckar med pågående kalktuffbildning där flugblomster, kärrknipprot, brudsporre, näbbstarr och ängsstarr växer. Bland mossorna märks kamtuffmossa och tuffkuddmossa. Området är mycket känsligt.