Naturreservatet karakteriseres av en rik gråor-strutsevingskog. Langs elva dominerer oftest vier og bjørk, men gråor forekommer nesten kontinuerlig langs elvekanten og dominerer på steder med flompreg. Området er sannsynligvis verdens nordligste forekomst av store mengder gammel gråorskog, og den varmekjære strutsevingen er trolig her på sin absolutte nordgrense. Andre dominerende urter er mjødurt, skogrørkvein, åkersnelle, stornesle, skogstjerneblom, storveronika, geitrams, vendelrot, hundekjeks og enghumleblom. Mer spredt forekommer de varmekjære firblad, myskegras, kvitmaure og rips, sammen med den arktiske dvergmaigull. Blant vierne er kjertelvier, setervier, svartvier og grønnvier vanlig. Nyserot vokser spredt i hele dalføret og er, med unntak av enkeltfunn lengre sør, her nær sin sørgrense for den norske utbredelsen. Harrelv er kanskje det eneste stedet hvor nyserot og strutseving, som representerer hvert sitt vidt forskjellige floraelement, vokser side ved side. Dette forsterker dalens særpreg. I tillegg til strutseving er bergrørkvein, legeveronika og storvassoleie på eller nær sin nordgrense her, mens sibirturt, åkerbær, finnmarkspors, kvitmaure og tanatimian er nær sin nordvestgrense. Artsbildet tilsier at nedre del av Tanadalen er en nordlig del av den mellomboreale vegetasjonssone, som man tidligere ikke anså fantes så langt nordøst i Norge.