สัตว์ป่า แบ่งออกได้เป็น 6 ประเภทใหญ่ๆ คือ จำพวกสัตว์ที่เลี้ยงลูกด้วยนม มีจำนวน 20 วงศ์ 30 สกุล 38 ชนิดในจำนวนสัตว์ทั้ง 38 ชนิดนั้น มี 2 ชนิดได้หมดไปจากเกาะลันตาแล้ว คือ กวางป่า และเสือโคร่ง ส่วนอีกชนิดหนึ่งคือ พะยูน ซึ่งเป็นสัตว์ป่าสงวน และอีก 2 ชนิดอยู่ในสถานะที่กำลังจะหมดไป คือ เก้ง และเสือปลา และสัตว์ที่หายากอีกชนิดหนึ่งคือ ค้างคาวมงกุฎหูโตมาร์แชล นก มีทั้งสิ้น 58 วงศ์ 130 สกุล 185 ชนิด นกที่พบบ่อยอยู่ในอุทยานแห่งชาติ เช่น เหยี่ยวแดง นกนางนวลแกลบคิ้วขาว นกเขาเขียว เป็นต้น ส่วนนกที่พบเห็นได้ค่อนข้างยาก เช่น นกขุนแผนอกสีส้ม นกเดินดงสีเทาดำ และนกปลีกล้วยเล็ก เป็นต้น สัตว์เลื้อยคลาน ชนิดที่พบได้ง่าย เช่น จิ้งจกหางแบน เหี้ย งูเหลือม และงูเห่าตะลาน เป็นต้น สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก มีอยู่เพียง 2 ชนิด ชนิดที่พบเห็นได้ตามลำคลองทั่วไปคือ กบทูด และอึ่งน้ำเต้า ส่วนตามอาคารที่พักและตามแหล่งน้ำทั่วๆ ไปในป่าจะพบสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก เช่น เขียดตะปาด และคางคกแคระ ชนิดที่หายากและพบได้น้อย คือ กบดอร์เรีย ปลาน้ำจืดและปลาทะเล แหล่งน้ำจืดต่างๆ สามารถพบปลาน้ำจืด เช่น ปลาซิวใบไผ่เล็ก ปลาช่อนก้าง ปลาตะเพียนจุด เป็นต้น สำหรับปลาทะเลที่พบตามแนวปะการัง ชายฝั่งหาดหิน และปากคลองน้ำจืด เช่น ปลาโทง ปลาปากคม และปลาปักเป้าหนามทุเรียน เป็นต้น สัตว์ในแนวปะการังปะการัง เช่น ปะการังลูกโป่ง ปะการังเขากวางขนาดใหญ่ ปะการังเห็ด ปะการังดอกไม้ ปะการังดาวใหญ่ เป็นต้น