Elle est tout aussi particulière et endémique que la flore. 100% des 32 espèces de primates - les sympathiques lémuriens - sont endémiques.

Madagascar est le 3ème pays le plus riche en primates, après le Brésil (69 espèces) et l’Indonésie (35 espèces), mais le premier en terme d’endémisme (55,9% pour l’Indonésie et 44,9% pour le Brésil). 30 espèces de Tenrecs (insectivores assez primitifs). L’Afrique n’en compte que 2.

Chez les Amphibiens et les reptiles, le degré d’endémisme dépasse les 90%. Certaines espèces sont localisées sur quelques hectares seulement.

Une des autres particularités de Madagascar est la présence de familles d’animaux n’existant qu’en Amérique du Sud : les Boas (3 espèces endémiques à Madagascar) et les Iguanes (7 espèces endémiques) chez les reptiles et les Uraniides avec une espèce endémique chez les Lépidoptères.

Avec 259 espèces d’oiseaux, Madagascar est relativement pauvre par rapport à l’Afrique, mais par contre, le niveau d’endémisme est élevé : il y a 5 familles (Leptosomatidae, Brachypteraciidae, Mesitormithidae, Philepittidae et Vangidae) et une sous-famille (Couinae) propres à l’île et à sa sous-région. 54% de toutes les espèces sont endémiques à Madagascar.

Certaines espèces sont parmi les plus rares du monde :
le Pygargue de Madagascar (Haliaetus vociferoides), endémique mais dont il n’existe plus qu’une centaine de couples dans la nature et le Grèbe de Delacour (Tachybaptus rufolavatus) dont il n’existerait plus que quelques couples.