На территории биорезервата из деревьев произрастают древесные, кустарниковые и травянистые тугаи. Основной лесообразующей породой является тополь или туранга, представленный 2 видами (Populus diversifolia и Populus pruinosa), их ареалы произрастания не выходят за пределы Средней и Центральной Азии.  Туранга повсеместно преобладает в древостое, реже встречается джида, гребенщик, ива. В значительной части тугаи оплетены лианами: ломоносом восточным, цинанхумом сибирским, вьюнком полевым, спаржей персидской. В увлажненных местах встречаются тростник обыкновенный, солодка голая, кендырь шершавый, древнетретичные реликтовые виды – эриантус, вейник, императа. На солончаках растут гребенщик, карабарак, прибрежница солончаковая, сведа туркменская, янтак.

Своеобразие природных условий низовьев Амударьи определило экологическую специфичность здешних деревьев и кустарников. Так, например, тополь арийский, тополь сизолистный и все виды кустарников, за исключением карабарака, обладают способностью к порослевому и корнеотпрысковому размножению. Это возникло в результате резких спадов и подъемов воды Амударьи, сопровождавшихся заилением тугайных зарослей. Вслед за паводками наступали резкие спады воды, происходило снижение уровня грунтовых вод и быстрое пересыхание почвы. Эти чередующиеся условия высокого увлажнения и засухи выработали у тугайных деревьев и кустарников черты ксероморфизма. Туранга – растение реликтовое, во многом уникальное. Это настоящее дерево пустынь, растущее в столь суровых условиях засухи и даже на сильно засоленных почвах. Корни туранга не только простирает на большую глубину, но и распространяет их до 50 метров в стороны от стволов. На этих корнях образуются вегетативные побеги, из которых вырастают новые деревца. Так, из одного дерева может вырасти целая рощица!

Для большинства деревьев и кустарников тугая характерны повышенная солеустойчивость, приуроченность рассеивания семян к моменту спада паводковых вод и способность семян ив и тополей чрезвычайно быстро прорастать в условиях повышенного увлажнения на свежих илистых отложениях. В тугае немало ценных растений, в том числе лекарственных. К ним относятся гармала обыкновенная, цинанхум сибирский, горлец птичий, кендырь шершавый, лох восточный, подорожник большой и ланцетовидный, солодка голая.

Изменение гидрологического режима Амударьи в последние годы привели к деградации заповедного леса. В середине 1970-х годов было выявлено 167 видов высших растений, а при обследовании тугаев в 1985–1996 гг. был отмечен всего 61 вид высших растений.