La Patagonia posee una rica fauna con rasgos propios.
La más importante es la que se encuentra en las costas y el mar continental. Allí la cantidad de animales y la diversidad de especies llama la atención. Entre los grandes vertebrados está la ballena franca austral, que se ve desde la costa, junto con la orca, los delfines y los grandes mamíferos anfibios, como lobos marinos, elefantes marinos y focas.
Las aves merecerían un capítulo aparte, ya que para describir solamente las especies que se encuentran en la Isla de los Pájaros, frente a la Península de Valdés hacen falta varias páginas. Mencionaremos sólo las más importantes, como los pingüinos de Magallanes, varias especies de cormoranes, gaviotas y gaviotines y palomas antárticas, entre muchos otros.
Saliendo de las costas y adentrándonos en el continente, nos encontramos con que los antiguos pobladores, animales autóctonos de las mesetas, han sido desplazados por especies introducidas por el hombre a partir de la conquista y colonización. La fauna originaria estaba constituida por el tigre, el aguará-guazú o «gran zorro», el ciervo pampeano y el pecarí, los que hoy en día han emigrado hacia el norte. Los nuevos habitantes son ciervos colorados y jabalíes, además del ganado ovino y caprino. Pero sí se han conservado pumas y guanacos, que se ven obligados a competir con las ovejas y cabras por el territorio.
Los animales terrestres más característicos, y que uno puede ver fácilmente, aunque su número se va reduciendo hacia el sur, son los zorros, gatos salvajes y zorrinos, las liebres patagónicas o maras (especie protegida en peligro de extinción), armadillos llamados «peludos»o «piches», junto con el ñandú y las martinetas (semejantes a las perdices aunque de mayor tamaño).
En la zona de la cordillera, el huemul, o ciervo mediano, y el pudú, o ciervo enano, especies autóctonas y únicas, hoy están casi extinguidos. Se encuentran ciervos colorados, no originarios de la región. En los ríos cordilleranos abundan también especies importadas, como la trucha, la trucha arco iris y el salmón.
Las aves de la parte continental, en el área de las mesetas, son en su mayoría rapaces y carroñeras. Se ven muchas de ellas a lo largo de las rutas, porque se comen los restos de las liebres y otros animales atropellados por los automovilistas. También en la meseta, pero sobre todo en sus últimas estribaciones hacia la costa, hay avutardas y loros. El cóndor se encuentra sólo en las altas cumbres de los Andes.
Las especies venenosas no son muchas y hay algunas muy raras, como una serpiente que habita la zona noreste, la «escolopendra grande», y una araña, «viudita» o araña de poto colorado, con forma de garbanzo negro y una mancha roja atrás. Su picadura puede ser mortal. No pasa lo mismo con los alacranes, mucho más comunes y cuya picadura sólo produce escozor. Impresionante pero totalmente inofensiva es la araña pollito, no le tema.