Розмаїття природних умов та біотопів (місцепроживань) зумовлює багатство тваринного світу України. На її території водиться 100 видів ссавців, 360 видів птахів, 200 видів риб, 20 видів плазунів, 17 видів земноводних. Тваринній світ змінювався протягом геологічних періодів та історичного часу. Дослідники вважають, що наприкінці палеогену тут водилися свиноподібні тварини, безрогі носороги, із птахів – баклани, мартини, кулик, качки, лелеки, сови, в річках жили крокодили, в морях – хижозубі кити. Наприкінці неогену, коли площа суходолу сягнула сучасних розмірів, до складу фауни входили: із ссавців – коні-гіпаріони, жирафи, мавпи-макаки, дикобрази, шаблезубі тигри, ведмеді, лисиці, їжаки, хохулі, зайці; з птахів – марабу, страуси, фламінго, дикі кури. В антропогені під час наступу льодовика вимерли гіпаріони, носороги, мавпи, жирафи, страуси, марабу. Замість них з`явилися волохатий носоріг, велетенський і північний олені, печерні ведмідь і лев, гієна плямиста.
Коли кліматичні умови стали близькими до сучасних, ця фауна збідніла, зате з`явилося багато нових видів. На території сучасної України водилися зубри, дикі коні-тарпани, первісні бики-тури, дикі осли-кулани, сайгаки, ведмеді, траплялися леви та гієни. Особливо змінилася фауна у ІІ тис. н.е. зі зростанням людського населення та розвитком сільськогосподарського виробництва. У ХУІ ст. щезли кулани, які водилися на Поліссі; в лісостеповій і степовій зонах зникли дикі коні, сайгаки, піскухи, в Українських Карпатах – сарна, заєць-біляк, біла куріпка.
На території України видовий склад тварин змінюється залежно від характеру біотипів, що різняться умовами життя. Зона мішаних лісів, лісостепова і степова зони характеризуються властивими їм фауністичними комплексами. Своєрідністю тваринного світу відрізняються також Українські Карпати і Кримські гори.
Для фауни зони мішаних лісів характерні види, пов`язані з лісовими та лучно-болотними біотопами. Тут водяться лось, козуля, кабан, олень благородний, білка, лісова куниця, барсук, соня лісова, трапляються бурий ведмідь, рись, біляк. У лісах, на луках і болотах водяться полівка лісова, лісові і польові миші, бурозубки звичайна і мала, кутора, кріт. Досить багато є лисиць і вовків. Із птахів характерні тетерів, рябчик,глухар, чорний дятел,шпаки,синиці, а також дикі качки, кулики, деркач, журавель сірий, дикі голуби. З плазунів водяться гадюка звичайна, вуж звичайний, ящірка прудка, болотяна черепаха, земноводні (тритони, ропухи, жаби та інш.). З комах поширені сосновий та непарний шовкопряди, короїди, хрущі, оводи, гедзі, яких багато на заболочених місцевостях.
У фауні лісостепової зони поєднуються лісові та степові види. В лісах водяться білка, борсук, козуля, кабан. Для відкритих просторів найбільш характерними є ховрахи, сліпаки, кутора, хом`яки, сіра полівка, трапляється тушканчик великий та інш. З птахів водяться куріпка сіра, перепілка, ситуха, ракша, іволга, сорокопуд, горлиця, строкатий дятел, чайка, лелека білий. З комах характерні озима совка, буряковий довгоносик, клопи-черепашки та ін.
У фауні степової зони найтиповішими із ссавців є сірий ховрах,великий тушканчик, сіра і степова полівки, сірий хом`ячок, сліпаки, степовий тхір, мишівка степова, кам`яна куниця, дикий кролик. У південно-східних районах трапляються бабак, лисиця-корсак, тхір-перев`язка, вухатий їжак. Із птахів характерні жайворонки, перепілка, вівсянка, сіра куріпка. Подекуди ще є дрохва, степовий журавель, степовий орел, канюк. Типовими степовими плазунами є жовтобрюхий полоз і степова гадюка.
На Азово-Чорноморському узбережжі, де стеопві біотопи сполучаються з піщаними косами, заплавними лісами, луками та болотами, лиманами та прибережними морськими просторами, тваринний світ багатий та різноманітний. Поряд із степовими видами водяться болотні та водоплавні тварини. З птахів характерні чайки, сріблястий мартин, норці, качки, чаплі, бугай. У дельтах Дунаю, Дністра і Дніпра гніздяться гуска сіра, лебідь-шипун, пелікани. В заповідниках є олені звичайні та бабак, акліматизовано оленя плямистого, ондатру, фазана.
В Українських Карпатах водяться козуля, олень свиня дика, білка,куниця, барсук, полівки, бурозубка. Трапляються лось, ведмідь, рись та дикий кіт. Із птахів гніздяться глухар, тетерів, рябчик, дятли, шишкар, беркут, шуліка, сова, сапсан. Характерними плазунами є полоз, гадюка, мідянка, вужі, яящірки. З комах поширені смерековий та буковий короїди, непарний шовкопряд, букова плодожерка.
В Кримських горах водяться олень, козуля, куниця-кам`яна, борсук,кажани, лісова миша;реакліматизовано муфлона, білку-телеутку. З птахів поширені чорний гриф і сип білоголовий, чорноголова сойка, мухоловки, синиці; з плазунів – кримський гекон, леопардовий полоз, ящірки; з земноводних – тритон гребінчастий, ропуха, квакша. Серед комах багато середземноморських видів, із яких найбільш поширені восковик, ковалик, хрущ кримський, кримський богомол, цикади та ін.
У Чорному морі живуть три види дельфінів – звичайний, афаліна та пихтун, а також білочеревний тюлень. У фауні риб Азовського моря і прибережних вод Чорного моря є багато спільного, оскільки ці басейни сполучені Керченською протокою і між ними відбуваються періодичні мігріціх багатьох видів риб. Однак є і специфічні місцеві види і форми. Для Азовського моря характерні керченський оселедець, пузанок,хамса, велика камбала, тюлька, бичок; для прибрежних вод Чорного моря – осетр, білуга, севрюга, скумбрія, ставрида, кефаль, кілька, чорноморський лосось, дніпровський і дунайський оселедці, морський коник.
Із пріноводних риб найвідоміші – лосось дунайський, верховодка, харіус, щука, язь, линь, судак, сом, окунь, карась, сазан, чихоня, тараня. В карпатських річках трапляються форель і харіус. У великих водосховищах водяться цінні промислові риби – судак, лящ, сазан, акліматизувалися білий амур і товстолобик.
До Червоної книги України занесено 85 видів рідкісних, а також тих видів тварин, що знаходяться під загрозою знищення.