На побережье Тилигульского лимана в пределах парка насчитывается около 350 различных видов высших растений, из которых 18 занесены в Красную книгу Украины: гимноспермиум одесский, позднецвет анкарский, шафран сетчатый, тюльпан Биберштейна, тюльпан Шренка, подснежник Эльвейза, ряст ущельный, горицвет весенний, сон чернючий, штернбергия осенняя, прлесок двулистный, белевалия сарматская, гиацинтик бледный, ряска Буше, ряска Коха, астрагал шерстистоцветочный, эремогоне говастая, ковыль Лессинга, ковыль украинский, петушок карликовый, миндаль степной, таволга зверобоелистная, эфедра двухколосая