Faisant partie du plus vaste massif forestier de la Fagne, le Bois de Frasnes est constitué d'une végétation forestière de grand intérêt, dominée par les chênaies-charmaies neutrophiles et acidoclines et les chênaies-charmaies famenniennes. Les plantations résineuses, globalement peu étendues, sont localisées autour de la Ferme de la Forêt et du lieu-dit Les Marais. Les différents affluents de la Brouffe qui drainent le bois sont bordés d'étroites frênaies-aulnaies. Les milieux ouverts, très limités, se cantonnent à quelques clairières, layons, coupes à blanc et prairies humides le long des ruisseaux. De nombreuses données botaniques sont disponible pour l'ensemble du massif. La richesse botanique de ce massif forestier est réputée, notamment pour son cortège de laîches (Carex spp.) riche d'une bonne quinzaine d'espèces et sa station de séneçon à feuilles spatulées (Tephroseris helenitis), l'une des toutes dernières de la Fagne schisteuse (voir e.a. RYELANDT, 1995). Toutefois, la cartographie des habitats reste à réaliser, le site n'ayant que très partiellement été intégré au réseau Natura 2000 (à peine 40 ha concentré autour du Bois du Potî.)
En attendant une description complète de la végétation et de la flore du Bois de Frasnes, voici quelques exemples illustratifs de sa richesse provenant de quelques zones parmi les plus régulièrement prospectées.
Le périmètre initial du site comprenait uniquement les prairies subsistant au bord du ruisseau du Fond Belvaux, en marge occidentale du Bois de Frasnes, à la limite de Boussu-en-Fagne. Cette clairière de 3 ha est colonisée par une flore des plus intéressante et on y distingue plus particulièrement:
- des lambeaux de landes herbeuses neutroclines avec Festuca rubra, Pimpinella saxifraga, Stachys officinalis, Rhinanthus angustifolius, Potentilla erecta, Luzula campestris, Ranunculus bulbosus, Galium verum, Alchemilla filicaulis, etc.;
- des prés humides oligotrophes qui se présentent soit dans un faciès relativement enrichi dominé par les graminées Alopecurus pratensis, Festuca pratensis, Poa trivialis, soit dans un faciès plus maigre avec Colchicum autumnale, Achillea ptarmica, Succisa pratensis, Silaum silaus, Angelica sylvestris, Valeriana dioica, Dactylorhiza maculata, Carex demissa, etc.
- des mégaphorbiaies à Filipendula ulmaria mêlées d'éléments du Caricion et du Calthion, dont Myosotis scorpioides, Mentha aquatica, Scutellaria galericulata, Lychnis flos-cuculi, Lotus pedunculatus, Carex disticha, Lythrum salicaria, ainsi qu'un beau peuplement de Dactylorhiza majalis.
A noter aussi la présence dans ce secteur de deux rosiers protégés, à savoir Rosa rubiginosa et Rosa tomentosa.
Plus en aval, les abords du ruisseau du Fond Belvaux, avant son entrée dans la zone bocagère du Tienne aux Ronces, sont colonisés par Geum rivale, Veronica anagallis-aquatica, Mercurialis perennis, Primula elatior, Primula veris, Cirsium palustre, Agrostis canina, Juncus tenuis, Epilobium tetragonum, Poa chaixii, Scrophularia auriculata, Ranunculus flammula, Cardamine impatiens, Cardamine flexuosa, Molinia caerulea, Galium uliginosum, Galium palustre, Carex vesicaria, Stellaria alsine, Luzula luzuloides, Luzula sylvatica, Melampyrum pratense, Alchemilla xanthochlora, Carex hostiana, Carex pendula, Carex panicea, Caltha palustris, Equisetum fluviatile, Orchis mascula, Centaurea jacea, Selinum carvifolia, Impatiens glandulifera, Mespilus germanica, Malus sylvestris, etc.
Une seconde zone, tout aussi riche et remarquable, s'étend au lieu-dit Les Marais, au sud de la Ferme de la Forêt, en rive droite du Fond Belvaux. Il s'agit d'un ensemble de layons, de clairières et de mises à blanc d'épicéas hébergeant de nombreuses espèces végétales rares et indicatrices des prairies humides oligotrophes, notamment, dont un incroyable cortège de laîches: Carex cuprina, C. ovalis, C. sylvatica, C. flacca, C. panicea, C. flava, C. demissa, C. hirta, C. pallescens, C. disticha, C. remota, C. umbrosa, C. vesicaria, C. nigra, C. pendula, C. pseudocyperus.
A leurs côtés poussent, en vrac: Scirpus sylvaticus, Eleocharis palustris, Hypericum tetrapterum, Lathyrus linifolius, Luzula multiflora, Succisa pratensis, Juncus inflexus, Angelica sylvestris, Colchicum autumnale, Cardamine pratensis, Anemone nemorosa, Lycopus europaeus, Stellaria alsine, Stachys officinalis, Ajuga reptans, Neottia ovata, Scutellaria minor, Myosotis scorpioides, Salix aurita, Dactylorhiza fuchsii, Frangula alnus, Populus tremula, Deschampsia cespitosa, Glyceria fluitans, Leucanthemum vulgare, Fragaria vesca, Alchemilla xanthochlora, Stellaria holostea, Ranunculus flammula, Anthoxanthum odoratum, Symphytum officinale, Lychnis flos-cuculi, Potentilla erecta, Geum rivale, Polygala vulgaris, etc.
C'est également dans ce secteur que se maintient une population de Tephroseris helenitis, un séneçon jadis courant en Fagne jusqu'aux années 1930 mais qui a connu ensuite une régression dramatique au point de ne plus subsister qu'en quelques rares stations isolées.
Les abords du chemin du Bois de Frasnes, au-delà du refuge pour chevaux, comporte, selon des relevés réalisés par O. Roberfroid en 2012 et 2021, un mélange d'espèces herbacées et arbustives aux exigences variées:
- des espèces des sous-bois acidophiles comme Milium effusum, Carex umbrosa, Carex sylvatica, ...
- des espèces nitrophiles, de friches et de prairies mésophiles comme Valerianella carinata, Stellaria media, Arctium minus, Arctium lappa, Cerastium glomeratum, Tussilago farfara, Myosotis arvensis, Artemisia vulgaris, Barbarea vulgaris subsp. vulgaris, Vicia hirsuta, Potentilla anserina, Dipsacus fullonum, Leontodon autumnalis, Veronica serpyllifolia, Carex hirta, Carex flacca, ...
- des espèces d'ourlets et de clairières basiphiles et acidophiles: Moehringia trinervia, Cytisus scoparius, Veronica chamaedrys, Agrimonia eupatoria, Agrimonia procera, Digitalis purpurea, Carex pairae, Carex spicata, Stachys alpina, Arctium nemorosum, Trifolium aureum,...
- des espèces de mégaphorbiaies planitaires tels Lycopus europaeus, Valeriana officinalis, etc.
- des espèces des grèves pionnières des grèves humides oligo-mésotrophes, apparaissant très localement : Gnaphalium uliginosum, Hypericum humifusum, Isolepis setacea, Centunculus minimus, Centaurium pulchellum, accompagnées d'espèces des jonçaies et bas-marais acides comme Scutellaria minor, Carex panicea, ...
- quelques espèces des sources et suintements comme Stellaria alsine, Carex remota, ...
Autre secteur ayant fait l'objet de quelques inventaires ponctuels récents, l'expansion boisée à l'est de la ferme Carré abrite notamment Hypericum pulchrum, Euphorbia amygdaloides, Lathyrus linifolius, Brachypodium sylvaticum, Carex sylvatica, Potentilla sterilis, Ranunculus flammula, Hypericum hirsutum, Ranunculus auricomus, Veronica officinalis, Viburnum opulus, Carex pendula, Dryopteris dilatata, Rosa arvensis, Athyrium filix-femina, Lysimachia nummularia, Primula elatior, Polygonatum multiflorum, Scrophularia nodosa, Teucrium scorodonia, etc.
Sur la lisière orientale sont présents en outre Carex pallescens, Carex flacca, Carex caryophyllea, Lathyrus linifolius, Stachys officinalis, Luzula multiflora, Potentilla erecta, Agrimonia eupatoria, Trifolium medium, ou encore le rare Trifolium ochroleucon.
Le Bois de Frasnes est par ailleurs bien connu pour sa richesse fongique (voir e.a. MARCHAL, 2000).