Under 1/5 af Skagen Odde er opdyrket, og ved Hulsig Hede strækker naturområderne sig hele vejen fra Skagerrak til Kattegat. I Skagen Oddes klitter vokser bl.a. sandhjælme, marehalm og sandskæg, mens hedelyng og revling udgør den væsentligste del af vegetationen i klithederne. I de fugtige lavninger vokser bl.a. mosepors og klokkelyng. Skagen Odde er voksested for en lang række sjældne planter som dværgulvefod, pilledrager, hjertelæbe, hollandsk hullæbe, Vendsysselgøgeurt og leverurt. Klitplantagernes gran- og fyrretræer spreder sig mod nord og syd og truer med at overgro klithederne. De bekæmpes ved græsning og manuelle rydninger. Desuden holdes hedelyngen mange steder frisk ved kontrollerede afbrændinger.
Mellem Knasborg og Bratten samt ved Elling Ås udløb er der store strandengsområder, der ved Jerup ender i lagunesøer lige bag kystklitten. Strandengene er af stor betydning for trækkende og ynglende vadefugle.
Fra Gårdbo til Frederikshavn ligger et vidtstrakt rimme-doppe-landskab. Her finder man bl.a. den 500-600 ha store Råbjerg Mose. På mosens rimmer dominerer dværgbuske som hedelyng, revling og gråris, mens man i de fugtige dopper kan se en vegetation af bl.a. mosepors, mosebølle, klokkelyng, tranebær og smalbladet kæruld. Desuden findes her en af de to kendte danske bestande af den hvidblomstrede mosepost. I 2015 ynglede hele syv tranepar i mosen, som også er rig på dagsommerfugle. Eksempelvis er Råbjerg Mose levested for den truede hedepletvinge, og i Tolshave længere mod syd har arten en af sine største danske bestande.
Højlandet i den sydlige del af kommunen er i dag et åbent, dyrket morænelandskab, hvor de smalle, dybe ådale er et resultat af landhævningen. Bangsbo Å er et eksempel herpå. Åen har sit udspring ca. 77 m.o.h. og løber ud gennem de ca. 80 m høje bakker ved Bangsbo. På de sidste 3 km af sit løb har åen skåret sig 50-60 m ned i landskabet. På de stejle skrænter i ådalene ved Åsted og Bangsbo Åer findes i dag en blanding af overdrev og naturlige krat afløst af skove og plantager. I dalbundene ligger enge og moser.
Længst mod sydøst i kommunen ændrer landskabet karakter. Her skifter jordbunden fra at være moræne til at blive gamle havaflejringer. Disse lette, svagt skrånende jorder har tidligt været opdyrkede, og i dag veksler landskaberne mellem skov og opdyrket land.
