長青保護區大熊貓分布集中，活動頻繁以及森林生態系統較為完整的11000公頃範圍以自然地形分界被區劃為核心區，其具體範圍包括西河口、核桃壩、左機河、陳學溝等以上區域，其余18906公頃範圍區劃為實驗區。
長青保護區建立以來，由於實行嚴格的保護措施，大熊貓活動範圍已擴大到實驗區，因此需要調整原有的功能區劃。國家林業局以林計發[2000]357號文同意了功能區劃的調整，即核心區範圍不動，在實驗區內劃出壹部分緩沖區。調整後的功能區劃為： 植物種類豐富，截至2011年，長青保護區有種子植物135科、603屬、1556種，占秦嶺種子植物總科數的88.2%，總屬數的61.3%，總種數的60.0%。區內有《中國瀕危保護植物》紅皮書中記載的植物31種，占陜西省境內中國保護植物45種的68.9%；長青保護區內集中分布了大量原始的溫帶屬和眾多的古老孑遺植物，如樺木科的樺木屬、榛屬、鵝耳櫪屬等；具有全國種子植物屬的分布類型15個。其中包括世界方面成份57屬、熱帶成份135屬、溫帶成份388屬，中國特有成份有23屬。長青保護區常見的單種屬有銀杏屬、側柏屬、蕺菜屬等；少種屬有三白草屬、構樹屬、米面翁屬、領春木屬；中國特有屬虎榛子屬、金錢槭屬、車前紫草屬、斜萼草屬等；國家Ⅰ級重點保護植物2種，Ⅱ級重點保護植物15種，陜西省重點保護植物種20種；屬於漸危的23種，稀有的16種。