El Bosc de la Marquesa presenta una extraordinaria muestra de las comunidades vegetales litorales de las costas mediterráneas, incluyendo zonas de acantilados, dunas y arenales. Destacan, por su valor estético y paisajístico, las comunidades de arbustos y pinares prostrados de primera línea de mar, modelados por el efecto de los vientos litorales cargados de sal.
Un valor excepcional le otorga la presencia del único sabinar litoral de Catalunya, donde abunda la sabina litoral (Juniperus turbinata), especie incluida en el catálogo de flora amenazada de Catalunya, y a la que se asocian diversas especies de hongos y líquenes de distribución muy restringida. Sobre los arenales, además de la sabina, florece la jara de arenal (Halimium halimifolium), especie también incluida en el Catálogo, junto a otras plantas de duna de mucho interés. En los acantilados calcáreos, es abundante la saladilla (Limonium gibertii), endémica del litoral tarraconense y también incluida en el Catálogo.
Las comunidades de algas y fanerógamas marinas, además de las hierbas y plantas ruderales de los cultivos tradicionales, y los arbustos, subarbustos y lianas de las garrigas y maquias litorales, completan un catálogo de gran diversidad en un espacio muy pequeño.