Central Valley var tidligere et variert gressland med prærie, ørkengress (i sør), eikesavanne, flomskogsmark, sumper, ulike typer sesongbassenger og store innsjøer som Tulare Lake (en gang den største ferskvannsinnsjøen vest for Mississippi), Buena Vista Lake og Kern Lake. Menneskelig aktivitet har imidlertid endret miljøet betydelig, blant annet med innføring av fremmede planter, særlig gressarter. Gressland, våtmarker og flomskogsmarker utgjør nå California Central Valleys gressland, mens eikeskogen og chaparral i dalens rand er kjent som .