Το ηφαιστειακό τοπίο είναι το κύριο χαρακτηριστικό της φύσης της Λήμνου, με τη βλάστηση του νησιού να αποτελείται από φρύγανα, κρίνους της θάλασσας και μεμονωμένες συστάδες βελανιδιών. Η έλλειψη δασών οφείλεται κυρίως στην ανθρώπινη παρέμβαση μέσω της κτηνοτροφίας και της υλοτομίας, στις ειδικές γεωλογικές συνθήκες, αλλά και στους δυνατούς ανέμους που δεν επιτρέπουν την ανάπτυξή τους.
Κάποια από τα δένδρα που υπάρχουν είναι τα οπωρικά, πολύ λίγες ελιές, ελάχιστα πλατάνια στην περιοχή του Κοντιά, και τα αρμυρίκια. Ανάμεσα στα χωριά Ρεπανίδι και Κοντοπούλι υπάρχει το μκρό «δάσος» βελανιδιών quercus macrolepis, ένα είδος ήμερης βελανιδιάς που αποτελεί την μοναδική εκτεταμένη φυσική δενδρώδη έκταση στη Λήμνο και καταλαμβάνει περίπου 2.500 στρέμματα, τα οποία αποτελούσαν μάλλον τμήμα παλαιότερου φυσικού δάσους. Στο νησί υπάρχουν πάρα πολλές αστοιβιές (είδος ακανθώδους θάμνου), το περίφημο θυμάρι, ρίγανη και άλλα μικρά αρωματικά φυτά, αμάραντα και διάφορα είδη βάτων. Χαρακτηριστικό της Λήμνου είναι το πανέμορφο λευκό κρινάκι ή κρινάκι της Παναγιάς (pancratium maritimum) που βρίσκεται κυρίως στην περιοχή των Αμμοθινών και κοντά στη θάλασσα και έχει εκπληκτική μυρωδιά. Επίσης, περιμετρικά των Αμμοθινών υπάρχουν λυγαριές (Vitex agnus castus), αγριοαχλαδιές (Pyrus spinosa), αστυφίδες (Sarcopoterium spinosum), θυμάρι (Thymus vulgaris), πικροδάφνες (Nerium oleander) και αγριελιές (Olea europea var Oleaster).
Από τις καλλιέργειες της Λήμνου χαρακτηριστική είναι αυτή των αμπελιών με πιο παλιά ποικιλία του νησιού το καλαμπάκι. Άλλες παραδοσιακές καλλιέργειες είναι τα φούλια (μικρά αράπικα φιστίκια), τα λούπινα (ένα είδος όσπριου με πολλές ιδιότητες) και η λημνιά φάβα ή αύκος (προέρχεται από λαθούρι). Επίσης, υπάρχουν το σιτάρι “Μαυραγάνι Λήμνου”, τα φασολάκια, το ντόπιο μικρό ρεβίθι, οι λημνιές τομάτες, τα κλωσσάγγουρα που καλλιεργούνται περισσότερο τα τελευταία χρόνια