Une première description botanique et phytosociologique du Bois de la Frégène et des deux carrières de grès a été réalisée par LEURQUIN et HAGON (1989). Selon ces auteurs, on y observe les groupements suivants:
1) la chênaie-charmaie à jacinthe. - occupant le bas de versant, sur colluvions limoneux lourds et mal aérés, cette forêt mélangée exploitée en taillis sous futaie, est constituée de Quercus robur, Acer pseudoplatanus, Fraxinus excelsior, Prunus avium, Carpinus betulus, Tilia platyphyllos, etc. Elle se caractérise essentiellement par l'abondance de géophytes à floraison vernale comme Ranunculus ficaria, Anemone nemorosa et surtout Hyacinthoides non-scripta, espèce atlantique par excellence.
2) la boulaie thermophile de recolonisation. - groupement pionnier de recolonisation des carrières sur sols caillouteux et secs, comprenant Betula pendula, Betula pubescens, Quercus petraea, Sorbus aucuparia, Salix caprea, Rubus spp. ainsi qu'une strate herbacée réduite réunissant surtout Epilobium angustifolium et Teucrium scorodonia.
3) la boulaie-tremblaie. - sur éboulis de front de taille de carrière, la boulaie s'enrichit de Populus tremula, avec comme espèces herbacées Teucrium scorodonia, Dryopteris filix-mas, Solidago virgaurea, ainsi que diverses ronces.
4) la chênaie sessiliflore à bouleau. - s'étendant sur le plateau, cette chênaie mélangée traitée en taillis sous futaie est caractérisée par une forte régression du hêtre et du remplacement partiel de Quercus robur par Quercus petraea. Le groupement est perturbé par diverses plantations d'essences exotiques (Pinus sylvestris, Quercus rubra, Castanea sativa, ...). La strate arbustive rassemble Frangula alnus, Ilex aquilofium, Corylus avellana, Mespilus germanica, Sorbus aucuparia, Lonicera periclymenum, Vaccinium myrtillus, et la strate herbacée Deschampsia flexuosa, Teucrium scorodonia, Holcus mollis, Carex pilulifera, Solidago virgaurea, Pteridium aquilinum, Galium saxatile ainsi que, plus sporadiquement, Milium effusum, Oxalis acetosella, Hyacinthoides non-scripta, Polygonatum multiflorum, Anemone nemorosa, Poa nemoralis, etc.
Ce groupement forestier présente une sous-association Leucobryum glaucum et Calluna vulgaris, localisés sur les sols pentus schisto-gréseux très secs et exposés au sud. Outre Leucobryum glaucum, on observe également les mousses thermophiles-acidiphiles Campylopus flexuosus, Hypnum jutlandicum, Dicranum scoparium et Racomitrium canescens.
5) la pinède à Pinus sylvestris.
6) la chênaie-boulaie mixte à Pinus sylvestris.
7) la lande de dégradation à callune et genêt à balai. - présente à l'état de lambeaux, au niveau des trouées dans la boulaie thermophile.
8) la pelouse ouverte à canche printanière. - présent localement le long des chemins forestiers, aux endroits éclairés, ce groupement pauvre passe facilement inaperçue en raison de la petite taille de sa principale plante caractéristique, Aira praecox. Ces pelouses thérophytiques, à distribution toujours très localisée, accueille une autre graminée, Digitaria ischaemum, jadis plus largement répandue dans les moissons sur sols sablonneux. S'y ajoutent quelques compagnes telles que Poa annua, Rumex acetosella, Fragaria vesca, Epilobium lanceolatum, Veronica serpyllifolia et la mousse Polytrichum piliferum.
9) plusieurs groupements herbacés pionniers des sols secs, colonisant le fond de carrière et rassemblant des espèces thérophytiques comme Poa annua, Aira praecox, Cerastium semidecandrum, des espèces d'ourlet acidiphiles à neutro-calcicoles tels que Teucrium scorodonia, Potentilla sterilis, Hieracium pilosella, Fragaria vesca, Solidago virgaurea, des espèces de coupe forestières ou autres comme Epilobium angustifolium, Senecio ovatus, Epilobium lanceolatum, Epilobium tetragonum, Myosotis arvensis et divers lichens du genre Cladonia.
10) la jonchaie basse à jonc grêle sur sols tassés. - cette végétation occupe également le fond de carrière aux endroits où le sol est humide, compact et pauvre en carbonates, avec comme espèces principales Juncus tenuis, Sagina procumbens et Veronica serpyllifolia.
11) un groupement d'ourlet frais à humide, se développant surtout en milieu ombragé, le long des chemins forestiers, et se caractérisant par la présence de Juncus tenuis, Epilobium obscurum, Geum urbanum, Poa trivialis, Valeriana repens, Poa nemoralis, Dryopteris carthusiana, Dryopteris dilatata, avec des espèces arbustives telles que Cornus sanguinea, Sambucus nigra, Frangula alnus, Viburnum opulus, Corylus avellana, etc.
Sur les replats situés vers le haut de la carrière, on observe également des formations herbeuses difficiles à caractériser, mêlant des espèces d'ourlets mésophiles comme Poa pratensis subsp. angustifolia, Vicia hirsuta, Arrhenatherum elatius, Tanacetum vulgare, et des espèces prairiales comme Lolium perenne et Taraxacum sp.
Le Bois de la Frégène héberge plusieurs espèces rares dans la région ou présentant un intérêt patrimonial: citons la jacinthe des bois (Hyacinthoides non-scripta), l'épilobe à feuilles lancéolées (Epilobium lanceolatum), l'épilobe vert foncé (Epilobium obscurum), le gaillet du Harz (Galium saxatile), la canche printanière (Aira praecox), la montie printanière (Montia minor), la digitaire glabre (Digitaria ischaemum) ou encore le pâturin bulbeux (Poa bulbosa) signalé par HAGON et BADOT (2007). La petite pyrole (Pyrola minor est également présente, notamment dans un bois pionnier au pied du versant.
L'ancienne carrière de la Frégène a fait l'objet d'une description floristique par A. Remacle (sur base d'observations effectuées en 2005-2006): "Le haut de la falaise jouxte une chênaie/boulaie à Ilex aquifolium, Pteridium aquilinum, Vaccinium myrtillus, Deschampsia flexuosa et Molinia caerulea. Calluna vulgaris pousse çà et là sur la falaise ainsi que sur sa bordure supérieure où de petites zones plus ou moins caillouteuses hébergent de minuscules fragments de pelouses pionnières acidiphiles regroupant Aira praecox (quelques petites plages denses), Festuca filiformis, Danthonia decumbens, Teucrium scorodonia, Galium saxatile, ainsi que Carex pilulifera et, localement, de nombreux jeunes plants de Calluna vulgaris. Succisa pratensis pousse en bordure du sentier.La falaise est déjà bien colonisée par Betula pendula, avec Pinus sylvestris, Quercus, Populus tremula; des buissons de Cotoneaster horizontalis y poussent également.
Le terre-plein voisin du chemin de halage présente une végétation herbacée assez diversifiée: entre autres Barbarea vulgaris, Reseda luteola, Sedum rupestre, Lysimachia vulgaris, Epilobium spp. (dont Epilobium lanceolatum), Erodium cicutarium, Pastinaca sativa, Centaurium erythraea (dense sur plus d'un are en 2006), Echium vulgare, Origanum vulgare, Clinopodium vulgare, Dipsacus fullonum, Senecio inaequidens, Leontodon saxatilis, Juncus effusus, Carex muricata subsp. lamprocarpa, Vulpia bromoides.
Le replat de l'excavation, situé à flanc de versant, est largement boisé (quelques petites aires encore semi-ouvertes): Betula pendula, avec Populus tremula, Quercus spp., Sorbus aucuparia, Carpinus betulus, Tilia cordata, Corylus avellana, Rosa canina, Frangula alnus, Mespilus germanica,... Calluna vulgaris et Vaccinium myrtillus y sont présents mais en très faible nombre; les ronces sont assez abondantes. La strate herbacée regroupe notamment Teucrium scorodonia, Epilobium angustifolium, Solidago virgaurea, Juncus tenuis. Aucune espèce de fougère intéressante n'a jusqu'à présent été repérée."
Le Bois et l'ancienne carrière de la Frègène apparaissent assez riche en bryophytes. Un inventaire réalisé en mars 2015 (A. Sotiaux et al.) au pied du versant et au niveau de la carrière a permis de recenser près de 70 espèces dont 7 hépatiques.
Le boisement pionnier qui occupe l'étroite banquette au bas du versant ainsi qu'un vieux mur de soubassement en moellons se sont révélés particulièrement intéressants en raison de la présence d'espèces peu communes tels que Climacium dendroides, Cololejeunea minutissima (sur troncs de cornouiller) et Mnium stellare.
De nombreux autres bryophytes y ont été notés: Orthotrichum affine, Orthotrichum diaphanum, Kindbergia praelonga, Brachythecium rutabulum, Metzgeria furcata, Sciuro-hypnum populeum, Homalia trichomanoides, Lophocolea bidentata, Hypnum cupressiforme, Mnium hornum, Pseudocrossidium hornschuchianum, Bryum capillare, Thamnobryum alopecurum, Fissidens taxifolius, Plagiothecium succulentum, Didymodon vinealis, Atrichum undulatum, Amblystegium serpens, Encalypta streptocarpa, Bryoerythrophyllum recurvirostrum, Homalothecium sericeum, Calliergonella cuspidata, Cirriphyllum piliferum, Eurhynchium striatum, Plagiomnium undulatum, Radula complanata, Dicranum scoparium, Rhizomnium punctatum, Frullania dilatata, Plagiomnium rostratum, Microlejeunea ulicina, Pseudoscleropodium purum, Ulota crispa, Cololejeunea minutissima, Schistidium apocarpum, Homalothecium lutescens, Oxyrrhynchium pumilum, Oxyrrhynchium hians, Brachytheciastrum velutinum.
La friche ouverte sur sol calcarifère aplani, au pied de la carrière a retenu l'attention par sa bryoflore diversifiée: Bryum argenteum, Bryum barnesii, Barbula unguiculata, Didymodon luridus, Barbula convoluta, Syntrichia ruralis, Tortula muralis, Brachythecium albicans, Rhytidiadelphus squarrosus, Ceratodon purpureus, Funaria hygrometrica, Racomitrium canescens, Weissia controversa, Protobryum bryoides, Drepanocladus aduncus, Bryum dichotomum.
Au niveau de l'ancienne carrière apparaissent Pogonatum urnigerum, Grimmia pulvinata, Aulacomnium androgynum, Polytrichastrum formosum, Diplophyllum albicans, Dicranella heteromalla, Hypnum jutlandicum, Isothecium myosuroides, Plagiothecium curvifolium, Isothecium alopecuroides, Thuidium tamariscinum.