Loftslagsbeltin, landslag og jarðvegur, sem stuðla að fjölbreytni flóru Ástralíu, endurspeglast í dreifingu dýrategunda um landið og hafsvæðin umhverfis það.  Fjöldi dýrategunda er einhvers staðar á milli 200.000 og 300.00 og u.þ.b. 100.000 þeirra hafa verið skráð og greind.  Nýlegar niðurstöður taka til 244 tegunda spendýra, 656 fuglategunda, 380 tegunda skriðdýra, 122 tegunda froska og 180 tegunda ferskvatnsfiska.  Ótaldar tegundir eru að mestu hryggleysingjar, þ.m.t. skordýr.

Vistsvæði hitabeltisins eru fjölbreytileg.  Nokkrar tegundir halda sig í fjallendum norðausturhlutanum innan þess:  Trékengúra (Dendrolagus) og fuglavængjafiðrildi (Ornithoptera).  Aðrar tegundir kjósa opnari svæði á steppunum og grassléttunum:  Wallaby-kengúran (Macropus agilis) og segultermítinn (Amitermes meridionalis), sem byggir hauga sína í norður-suðurstefnu.

Dýrin í eremia-beltinu eru öll búin hæfileikum til að lifa á miklum þurrkasvæðum, þar sem úrkoma er mjög óregluleg.  Þeirra á meðal eru pokamoldvarpan (Notoryctes typhlops), sem grefur í sandinn, og vatnsfroskurinn (Cyclorana).  Eftir regntímann grefur hann sig djúpt í jörðu, þar sem hann liggur í nokkurs konar púpu úr yzta lagi húðarinnar, sem er fyllt vatni.  Budgerigar-páfagaukur (Melopsittacus) leysir vandann með því að vera á stöðugu flakki milli svæða.

Dýralífið í tröllatrjáaskógunum og öðrum vistsvæðum tempraða beltisins byggist á reglubundinni vetrarúrkomu.  Margar tegundanna eru sérstaklega aðlagaðar tröllatrjánum.  Koala-björninn (Phascolarctos) étur blöð sérstakra tegunda þeirra.  Lýrufuglar (Menura) og gráu kengúrurnar (Macropus giganteus) og Macropus Fuliginosus eru skógardýr.  Gráu kengúrurnar hafast líka við á hálfþurrum og runnavöxnum svæðum og heiðum.  Einu Alpadýr Ástralíu, s.s. dvergpungrottur (A. phalanger), fjallapungrotta (Burramys parvus) og alpaengisprettan (Kosciuscola), lifa hátt uppi í fjöllum tempraða beltisins.

Nokkrar dýrategundir finnast í öllum loftslagsbeltunum, s.s. rauðhöfða kakadú (Cacatua roseicapilla) og ástralski flautufuglinn (Gymnorhina tibicen).

Hættan á því, að dýrategundir verði útdauðar, veldur miklum áhyggjum í Ástralíu.  Talið er, að 13 tegundir spendýra og ein fuglategund hafi dáið út eftir að Evrópumenn hófu landnám en miklu fleiri eru á válista.  Vistsvæði flestra dýrategunda í tempraða beltinu og hálfþurrkasvæðum hafa líka minnkað verulega vegna sístækkandi beitarsvæða og fjölgunar vatnsbóla fyrir búsmalann.  Þó eru tegundir, sem hafa styrkzt við þessa þróun, þ.m.t. stóru kengúrurnar (Macropus) og ástralski flautufuglinn (Gymmorhina tibicen).

Margar dýrategundir lifa á fremur fáum tegundum gróðurs, þannig að dýr ákveðinna svæða hafa orðið meira fyrir umsvifum manna en aðrar.  Smá og meðalstór, jarðbundin dýr og fuglar á tempruðum og hálfþurrkagras- og runnalendi, hafa orðið verst úti vegna beitar og ræktar.  Á þessum slóðum hafa innfluttir keppinautar um fæðuna, kanínur, sauðfé, geitur og nautgripir, aukið á vanda innlendra tegunda, sem eru líka bráð refa og villikatta.  Fáir landshlutar eru lausir við innfluttar dýrategundir.  Í hitabeltinu norðanlands er talið, að bambuskartan (Bufo marinus) lifi á smærri hryggdýrum.  Innfluttar hunangsflugur, sem lifa villtar, eru grunaðar um samkeppni við innlendar tegundir skordýra, spendýra og fugla.

Þáttur frumbyggjanna í hvarfi dýrategunda fyrir daga Evrópumanna hefur verið í hámæli.  Ljóst er, að þeir stunduðu veiðar og kveiktu skógar- og gróðureldum á landnámstímanum eins og áður, þannig að þeir hafa haft sín áhrif á fjölda dýra en samt ríkti einhvers konar jafnvægi í náttúrunni vegna samkomulags þeirra um verndun mikilsverðra tegunda fyrir afkomuna.  Ekki er ljóst, hvaða áhrif koma frumbyggjanna til álfunnar hafði fyrir 60.000 árum, þegar fleiri stórar dýrategundir voru til en við komu Evrópumanna.  Meðal dýrategunda, sem talið er að hafið dáið út á tímabilinu fyrir 27.000 til 12.000 árum, voru Diprotodon (á stærð við uxa), risapokadýrið (wombat; Phascolonus), stóra stutthöfðakengúran (Sthenurus og Procoptodon), pokaljónið (Thylacoleo) og ófleygi risafuglinn mihirungs (Genyornis).

Því hefur verið haldið fram, að ofveiðar og umhverfisbreytingar af völdum elds, sem frumbyggjar kveiktu, hafi valdið útdauða þessara tegunda.  Sumir vísindamenn telja, að loftslagsbreytingar í lok ísaldar (fyrir u.þ.b. 10.000 árum) séu líklegri ástæða.  Þegar síðasta skeið ísaldar var í hámarki fyrir 22.000-18.000 árum voru engir stórir ísskildir á ástralska meginlandinu en þá var tími þurrka, kulda og vinda.  Eyðimerkur álfunnar hafa aldrei verið stærri en þá og vafalaust hefur ástandið sett sitt mark á dýralífið.  Enn þá hafa rannsóknir ekki leitt til samræmdra niðurstaðna, þannig að kenningar um hvarf dýrategunda verða að byggjast á nokkrum aðalástæðum án þess að hægt sé að fullyrða um áhrif hverrar fyrir sig.

Nú á dögum eru fáar tegundir dýra á veiðilistum.  Veiðileyfi eru takmörkuð við nokkrar tegundir kengúra, sótskrofu (Puffinus tenuirostris) og nokkrar algengustu tegundir kakadúa og páfagauka, þótt lögum samkvæmt sé óheimilt að flytja út lifandi fugla.  Leyfi eru veitt til útrýmingar meindýra (þ.m.t. kengúrur).  Meðal fuglategunda, sem skotveiðimenn fá leyfi til að veiða eru andategundir, hænsnfuglategundir og hrossagaukur.  Á nokkrum stöðum eru leyfðar takmarkaðar veiðar örfárra spendýrategunda.  Áður en lög voru sett um veiðar almennt var mikil ásókn í margar dýrategundir, s.s. páfagauka, kakadúa, krókódíla, kóalabirni, nokkrar tegundir pokarottna, margar kengúrutegundir og seli, þannig að hætta var á útrýmingu í nokkrum tilfellum.  Flestar þessar tegundir hafa náð sér á strik aftur.  Nú gilda kvótar fyrir kengúruveiðar og stöðugt fylgzt með fjölda þeirra.  Samkvæmt veiðitölum eru u.þ.b. 300.000 sótskrofur veiddar ár hvert og þykja herramannsmatur.

Yfirvöld og vísindamenn, sem bera ábyrgð á verndaraðgerðum, styðja m.a. vísindaveiðar kengúrutegunda.  Margir eru þeirrar skoðunar, að ræktun kengúrunnar sem húsdýrs, yrði verndun og bændum til framdráttar.  Svo eru aðrir, sem hafa jafnvel persónugert kengúruna, líkt og hvalina í hafinu, og eru algerlega mótfallnir veiðum, hvaða nafni, sem þær nefnast.

Ástralía hýsir bæði skaðleg dýr og nytjadýr.  Stóri saltvatnskrókódíllinn (Crocodilus porosus) er mannæta.  Fjöldi snáka er eitraður og hættulegur mönnum.  Hinir hættulegustu eru tæpan (Oxyuranus), mjúksnákur (Parademansia), tígursnákur (Nodtchis, brúnsnákur (Pseudonaja) og dauðaadder (Acanthophis), sem er minni en hinir snákarnir en er baneitraður með stórar vígtennur og gerir leiftursnöggar árásir.  Eitraðar köngulóartegundir eru margar.  Hinar algengustu eru veftrektarköngulóin (Atrax) og hin svart-rauða Latrodectus.  Báðar þessar tegundir hafa valdið mönnum dauða.  Komist fólk, sem hefur orðið fyrir biti þessara kvikinda strax eða mjög fljótlega undir læknishendur er hægt að beita andeitri.

Títlur og iðraormar eru hættuleg búsmala og heimilisdýrum.  Nokkur skordýr, sem sjúga blóð, bera með sér sjúkdóma.  Lirfur lúsilíuflugunnar (Lucilia) leggjast á lifandi húðvef sauðfjár og valda gífurlegu tjóni í ullariðnaðinum.  Engisprettur, ranabjalla (kornmaðkur) og skordýralirfur ýmissa tegunda valda miklum skaða í landbúnaði, einkum í kornskemmum.

Dýralífið í Ástralíu (og Nýju-Gíneu, sem er á sama landgrunni) er mjög ólíkt öðrum nærliggjandi löndum og álfum, s.s. Indónesíu og malæska eyjaklasanum.  Nú er vitað, að þessi munur stafar af einangrun Ástralíu í 40 miljónir ára og reki meginlandsins til norðurs á þær slóðir á hnettinum, þar sem það er núna.  Fánuna má því að mestu rekja til hins ævaforna meginlands Gondwana, sem Ástralía og fleiri álfur urðu til úr.  Asíski hluti fánunnar (staðbundin spendýr:  rottur, mýs, leðurblökur og dingo-hundurinn, sem frumbyggjar fluttu líklega með sér), barst einhvern veginn frá eyju til eyjar og loks til Ástralíu.  Eins og við er að búast voru það flugdýrin (leðurblökur, fuglar og skordýr), sem komu first og hafa átt auðveldast með það áður en Ástralíu rak of langt frá Gondwana.  Fuglar af hrafnaætt (Corvi), s.s. lýrufuglinn og hunangsætur auk krákna, virðast hafa byrjað að dreifast um Ástralíu fyrir 55-60 miljónum ára.  Skeifuleðurblökur (Hipposideridae), sem eru skylda leðurblökum gamla heimsins, hafa fundizt sem 20 miljón ára steingervingar.

Fánuarfurinn frá Gondwana gerir Ástralíu sérstaka.  Suður-Ameríka hýsir fjölda pokadýra lík hinum áströlsku en í Ástralíu hafa þau dreifzt meira og víðar um álfuna en þar.  Því er hægt að finna svipaðar pokamoldvörpur, mauraætur, úlfa, flugrottur og antilópur í báðum álfum.  Einu spendýrin, sem verpa eggjum, flatnefurinn (Ornithorhynchus) og echidna (Tachyglossus) (auk langnefsins (Zaglossus) í Nýju-Gíneu) eru líka upprunnin í Gondwana, en elztu skyldu steingervingar eru frá snemmkrítartíma í Mið-Ástralíu, þ.e.a.s. áður en Indland rak frá Ástralíu.  Þar til fyrir skömmu var álitið, að legspendýr hefðu ekki fundizt í Ástralíu fyrr en þau fóru að færa sig suður frá Asíu.  Engin merki steingervinga svipaða ástrlösku spendýrunum fundust í Suður-Ameríku.  Árið 1991 skýrðu áströlsku steingervingafræðingarnir Michael Archer, Henk Godthelp og Suzanne Hand frá fundi nærri 55 miljón ára (eosen) leðurblakna og legspendýra í Murgon í Suður-Queensland.  Þessi fundarstaður er ríkur af steingervingum pokadýra, sem tengjast suðuramerísku fornfánunni.  Samtímis fundust steingervingar legspendýra í Suður-Ameríku.  Það er í raun ekki undrunarefni, því Ástralía var gengd Suður-Ameríku um Suðurskautslandið, þegar Ástralía var enn þá hluti af Gondwana.  Argentínski steingervingafræðingurinn Rosendo Pascual fann 63 miljón ára steingervinga  (monotreme) sama ár í Patagóníu og sagði þá vera mjög svipaða 15 miljón ára fatnefssteingervingum (Obdurodon).

Emus og cassowaries (Casuariidae), haugasmiðir (margfætlur) og páfagaukar eru næstum örugglega upprunnir í Gondwana auk skjaldbakna (Chelidae).  Önnur dæmi um Gondwana uppruna má finna meðal skriðdýra, vatnadýra og hryggleysingja.  Sumar tegundir jarðorma (Megascolescini) finnast í Ástralíu og Indlandi en hvergi á öðrum meginlöndum af Gondwana uppruna, sem gæti gefið til kynna að þær hafi verið staðbundnar þar og rekið með flekunum, sem skiptust í Ástralíu og Indland.

Langelzti hluti áströlsku fánunnar er rakinn til tíma fyrir myndun Gondwana.  Dæmi um dýr í þessum flokki eru Queensland lungnafiskurinn (Neoceratodus), sem á nánustu ættingja í steingervingum Evrópu, Norður-Ameríku og Asíu (fyrir u.þ.b. 570-360 ára), þegar Ástralía var hluti Pangaea, forns meginlands, sem Gondwana rak frá.  Þessi fisktegund er fjarskyldari svipuðum tegundum í Afríku og Suður-Ameríku (Lepidosirenidae) en útdauðum tegundum í Asíu, Evrópu og Norður-Ameríku.  Nokkrar tegundir skordýra, köngullóa, onycophora (Malacopoda), landlindýra og jarðorma eru hugsanlega Pangaea-tegundir.  Steingervinga frá þessu tímaskeiði er víða að finna í Ástralíu, þ.m.t. elztu þekktu hryggdýr, Arandaspida (kjaftlaus fiskur, sem var til fyrir 450 miljónum ára; Ordovicia-tími) og sérstaklega vel varðveitt sýnishorn brynjaðra fiska og lungnafiska frá devontímanum (fyrir 408-360 miljónum ára).