9. Согласно ботанико-географическому районированию Челябинской области памятник природы Луковая поляна расположен в лесной зоне, подзоне хвойно-широколиственных и южно-таежных хвойных лесов западного склона Уральских гор, широколиственно-темнохвойных и южно-таежных хвойных лесов.
В растительном покрове преобладают сосновые леса, представленные главным образом разнотравно-злаковыми, широкотравными, зеленомошными, зеленомошно-брусничными и остепненными типами. Менее распространены травяно-болотные и сфагновые сосняки, а долгомошные и беломошные боры встречаются редко и лишь на незначительных участках.
Особенность памятника природы Луковая поляна заключается в эталонности участка верховых болот, на котором в обилии произрастает лук мелкосетчатый (черемша), занесенный в Красную книгу Челябинской области и Красную книгу Российской Федерации. Также на территории памятника природы Луковая поляна встречаются такие виды растений, занесенные в Красную книгу Челябинской области, как венерин башмачок настоящий, венерин башмачок крупноцветковый, дремлик темно-красный, гроздовник виргинский.