La végétation de ce site prestigieux, quoique difficile d'accès, a fait l'objet de plusieurs travaux notamment par JACQUEMART & LELOUP (1956) et DUVIGNEAUD & SAINTENOY-SIMON (1993).
La colonisation des fissures calcaires peut s'amorcer par un groupement de fougères à Asplenium trichomanes et A. ruta-muraria.
L'occupation des diaclases et des joints de stratification des rochers calcaires s'effectue par une pelouse calcaire ouverte et très xérophile, particulièrement bien développée aux expositions les plus favorables. C'est dans ce milieu qu'apparaissent préférentiellement Festuca pallens (Festucion pallentis), Dianthus gratianopolitanus, Hieracium vogesiacum, Hieracium glaucinum subsp. bounophyllum, plus rarement Biscutella laevigata subsp varia, et exceptionnellement Iberis umbellata, etc. Ce groupement (variante mosano-comblinoise de l'association à Dianthus gratianopolitamus et à Festuca pallens) est à ranger dans l'alliance phytosociologique du Festucion pallentis et atteint la limite occidentale de son aire dans la vallée de l'Ourthe liégeoise (cf. DUVIGNEAUD 1984).
Une autre pelouse xérique est formée par des peuplements de Melica ciliata, occupant les replats rocheux.
La plus grande partie des rochers calcaires, sur des pentes étagées en gradins, est occupée par une pelouse calcaire xérique où Sesleria caerulea est assez abondant et où l'on note aussi Hippocrepis comosa, Seseli libanotis, Sanguisorba minor, Scabiosa columbaria, Helianthemum nummularium subsp.nummularium, Potentilla neumanniana, etc.
Sur les replats assez meubles, constitués d'apports terreux et de cailloutis instables, prennent place des plages à orpins, avec Sedum album, Teucrium botrys, Arabis hirsuta subsp. hirsuta, Arenaria serpyllifolia, Echium vulgare, Acinos arvensis, Inula conyzae, Poa compressa, etc.
La colonisation préforestière des rochers et des pelouses calcaires s'effectue par Vincetoxicum hirundinaria, Helleborus foetidus, Origanum vulgare, Brachypodium sylvaticum, Euphorbia amygdaloides, Teucrium scorodonia, Berberis vulgaris, Pyrus pyraster, Rosa canina, R. rubiginosa, Campanula persicifolia, Cotoneaster integerrimus... et même C. horizontalis. Elle est favorisée par l'ombrage que portent, sur les rochers, les arbres croissant à proximité de la berge de la rivière... C'est dans ce milieu qu'abonde Daphne laureola, espèce en voie d'extension dans ce site.
Des fragments de hêtraie à tilleul (Tilia platyphyllos subsp. cordifolia) couvrent çà et là les affleurements et les éboulis calcaires. On note combien le hêtre, dans ce milieu, est susceptible de rejeter de souche. Signalons aussi Cornus mas, Acer campestre, Prunus spinosa, Rhamnus cathartica, Melica uniflora, etc.
Sur le versant exposé au nord, la forêt est liée essentiellement à des sols profonds, limono-calcaires, où les espèces calcicoles sont néanmoins assez mal représentées. On y observe dans la strate herbacée Senecio ovatus (= Senecio ovatus) Dryopteris filix-mas, Rubus div. sp.; assez curieusement, Daphne laureola y est présent.
Sur la crête séparant les deux versants, une zone à sol légèrement acidifié apparaît, en relation avec la décalcification du substrat et avec la présence, dans les affleurements du Tournaisien, de bancs de cherts assez importants. C'est ici que quelques espèces silicicoles font leur apparition, par exemple Lonicera periclymenum, Lathyrus linifolius var. montanus, Ilex aquifolium, Stachys officinalis, Poa nemoralis, Sorbus aucuparia, Hypnum cupressiforme, Polytrichum formosum,... Vers le sud s'observent des tas d'épierrement, correspondant à des traces d'anciennes cultures implantées sur le plateau.
Une forêt quelque peu nitrophile, avec Sambucus nigra, Geranium robertianum, Silene dioica, etc., colonise le bas du versant, au pied des rochers où s'accumulent des éboulis calcaires.
Dans les zones atteintes par les crues les plus importantes, apparaît un groupement rudéral nitrophile, dominé par Urtica dioica, Solidago gigantea, Calystegia sepium, Cuscuta europaea, Galium aparine, Myosoton aquaticum, Artemisia vulgaris, Galeopsis tetrahit, Agropyron caninum, etc.
Vers la rivière se développe çà et là un liseré arbustif constitué par l'aulnaie à Alnus glutinosa et par la saulaie à Salix alba, S. fragilis, S. x rubens, S. triandra, S. purpurea, etc. En fait, la rive droite de l'Ourthe, qui est une rive concave située au pied des rochers du Thier Pirard, a été protégée dans le passé par un enrochement de gros calcaires. La rive ne subit plus de ce fait l'action érosive du courant, notamment à l'occasion des crues importantes; sa stabilisation a été accrue par la plantation d'aulnes (Alnus glutinosa) qui croissent aujourd'hui en cépées et forment une galerie forestière. Dans ce milieu un peu artificialisé, et cela depuis de très nombreuses années, les espèces des forêts alluviales, comme Allium ursinum, Persicaria bistorta ou Stellaria nemorum subsp. nemorum n'occupent que des superficies relativement faibles, au détriment des vastes peuplements d'espèces nitrophiles. Nous n'y avons pas rencontré Gagea lutea.
Sur le rebord de l'eau, une roselière apparaît, dominée par Phalaris arundinacea, Poa palustris, Lycopus europaeus, etc., ainsi que des groupements de grandes herbes hygrophiles (Epilobium hirsutum, Filipendula ulmaria, Angelica sylvestris, Iris pseudacorus, Scutellaria galericulata, Carex acuta, Petasites hybridus, etc.).
L'Ourthe est une rivière sauvage qui possède un niveau d'eau très variable. Des crues spectaculaires se manifestent au cours de certaines périodes hivernales, avec des apports de débris végétaux qui restent accrochés sur les grandes herbes et dans les branches assez basses de la saulaie et de l'aulnaie riveraines. En été et en automne, au contraire, les eaux présentent un retrait considérable. Des plages de gros graviers roulés et des zones vaseuses s'assèchent. Les galets roulés proviennent incontestablement de la partie ardennaise de la vallée de l'Ourthe. les bancs exondés sont colonisés, dans les zones les plus fraîches, par des peuplements denses de Rorippa amphibia, accompagné ici par les graminées Leersia oryzoides et Poa palustris. Sur les bancs de graviers s'asséchant davantage, c'est un groupement très ouvert qui apparaît avec Bidens tripartita, Myosoton aquaticum, Rumex obtusifolius subsp. transiens, Persicaria lapathifolia, P. hydropiper, Atriplex prostrata, Chenopodium polyspermum, Rorippa palustris, Ranunculus sceleratus, Echinochloa crus-galli, Solanum lycopersicum, Poa palustris, etc.
Enfin, dans les zones les plus profondes de la rivière, les eaux présentent des herbiers importants de Ranunculus fluitans et autres hydrophytes d'eaux courantes.