A baktériumok a tó élővilágának domináns elemei, a gyógyhatással is kapcsolatban állnak. Számos csoportjukat megfigyelhetjük a vízben. Jellemző kékmoszatok a fonalas kékalgák (Oscillatoria princeps, O. tenuis, O. jasoruensis, O. chlorina, Spirulina major). Karakterisztikus jelenség, hogy a kékmoszatok fele melegvízi, stenoterm faj. Két melegvizeket kedvelő kékalga (Pseudanabaena papillaterminata, P. crassa, Anomoeoneis serians) Magyarországon csak itt fordul elő.
A bakteriális bevonatok a Hévízi-tó jellegzetes képződményei, kráterének falát 1,5 m mélységtől egészen a forrásbarlang szájáig főként Thiothrix sp. és Beggiotoa sp. bevonat borítja. Ezek, más kénbaktériumokkal együtt fontos szerepet játszanak a tó kénanyagcseréjében {Kénbaktériumok (Beggiatoa minima, B. alba), kén oxidálók (Thiobacillus sp.), Szulfátredukálók (Desulfovibrio sp.)}. Jelentősek az Aktinomicaeták (Streptomyces sp., Micromonospora sp.), melyek közül a Micromonospora heviziensis, mely erőteljes fehérje- és cellulózbontó a világon csak a Hévízi-tóban található, egy másik pedig (Microbispora amethystogenes) világviszonylatban is csak kevés tóból kimutatható a sejtjeiben jódkristályokat felhalmozó baktérium. Eme baktérium a bányászat következtében a tóból a 80-as évek vége óta nem kimutatható.
A tó más baktériumaira is hatással volt a jelentős környezetváltozás. A Micromonospora carbonacea és a M. chalcea a 90-es években a tóból szintén nem volt kimutatható. Az új összetételű Aktinomicaeta közösségnek pedig a Micromonospora purpureochromogenes lett a domináns tagja, a M. heviziensis visszaszorult.
A Streptomyces baktériumok között valószínűleg antibiotikum termelők is megtalálhatók.
A zöldalgák - közülük is elsősorban a Chlorella fajok - az egész tóban előfordulnak, kivéve a forrásbarlang környékét.
A kovamoszatok közül a Navicula cryptocephala és a N. capitatoradiata gyakori előfordulású a tóban.
A Hévízi-tó fitoplanktonja rendkívül faj szegény és kis biomasszájú, ennek megfelelően a tó trofitás foka oligotrof-mezotrof tartományon belül változik.
Jelentősebb magasabb rendű növények:
- Indiai vörös tündérrózsa hosszúvirágú alfaja (Nymphaea rubra var. longiflora)
1898-ban Lovassy Sándor próbálkozott honosításával a Hévízi-tóban, sikerrel. Az indiai vörös tündérrózsa hazája a trópusi Kelet-India.
Hévízen a vörös tündérrózsa vegetatív módon szaporodik. Egy-egy gyökérgumó 6 évig él, s ez idő alatt bőven képez leányrizómákat (a növény ivartalan szaporodásának szerve). Egy-egy nem háborított tő egy nyáron 10-20 levelet fejleszt. A cédrusfa illatát idéző ciklámenpíros virágok 5-7 cm-re emelkednek a víz fölé. Késő éjjel nyílnak és másnap délelőtt - úgy 11 óra tájban - csukódnak be szirmaik. A virágzás kezdete általában júniusra esik, júliusban fokozódik, augusztusban, szeptemberben éri el tetőpontját és tart november végéig. A vörös tündérrózsa - miként a legtöbb trópusi növény - érzékeny. Szereti a háborítatlanságot, az egyenletes klímát. Egy-egy virág három napig díszlik. A tündérrózsa védett növénye a Hévízi-tónak, a növényt bolygatni, virágát leszítani tilos! Az utóbbi években a vörös tündérrózsa egy világos (fehér-rózsaszín) virágú mutánsa is megfigyelhető a tavon. - Fehér tündérrózsa (Nymphaea candida minor) A tóból már kipusztult, de még nagy számban tenyészik az üzemvíz-csatornában.
- Tengermelléki káka (Schoenoplectus litoralis) A lefolyó szélén a náddal együtt sűrű állományt képező harmadkori maradványnövény (reliktum). Potenciális "vöröskönyves" faj.
- Magyar kőris (Fraxinus angustifolia ssp. pannonica) A keményfa ligetek jellemzően eredeti, gyakran telepített magyar tájfajtája.
- Mocsárciprus (Taxodium diistichum) Mutatós, üde-zöld, laza koronájú, Észak-Amerikai eredetű díszfa. Hévízi állománya jelentős, több utat szegélyez.
Számos ültetett-betelepített dísznövény és spontán betelepült, behurcolt vízi növény él még a területen.
Kiemelkedő a sétány mentén létesített platán (Platanus x hispanica) fasor, melyet század eleji képeken is láthatunk és azok a koros fák, melyeket a platánsorral közel egy időben ültettek (kőris - Fraxinus ang. ssp. pannonica, mocsárciprus - Taxodium distichum, kínai ősfenyő - Metasequoia glyptostroboides, Abies és Picea nemzetség fajai).
Ritkaságai közé tartoznak a mocsárciprus - Taxodium distichum, kínai ősfenyő - Metasequoia glyptostroboides, páfrányfenyő - Ginkgo biloba, kaliforniai nagymagvútiszafa - Torreya californica, kaliforniai gyantásciprus - Calocedrus decurrens, atlasz-cédrus - Cedrus atlantica, mandzsu áltiszafa - Cephalotaxus harringtonii, tengerparti óriásfenyő - Sequoia sempervirens, csüngő gyertyán - Carpinus betulus "Pendula", csüngő bükk - Fagus sylvatica "Pendula". A cserjék között is találunk gyűjteményes kertekbe illő, különleges fajokat is, mint a borostyán termő alakját Hedera helix "Arborescens", keleti mahóniát Mahonia bealei, kései végzetfát Calocedrus decurrens, nagyvirágú liliomfát - Magnolia x soulangiana és idős kora, szép fejlettsége révén értékes egyedeket (japán kecskerágó - Euonymus japonicus, örökzöld bangiták - Viburnum rhytidophyllum, tiszafák - Taxus baccata).
