多为候鸟。海鸟主要的种类有乌领燕鸥、玄燕领、大水雉鸟、长尾水雉。黄尾屿过去为短尾信天翁、黑脚信天翁的主产地，当中北小岛附近海域有大量短尾信天翁。1970年代，南小岛和北小岛两个岛屿上有常居的短尾信天翁和黑脚信天翁。由于日本在早期开始进行开发的时候，岛上海鸟粪过多，因此也有日本开发者收集海鸟粪做为肥料之用。其他动物有蝙蝠，爬虫类有石龙子、守宫以及若干蛇类，列岛上的其中六种爬行动物物种的两爬类-动物相区系较倾向于台湾本岛和中国大陆。昆虫则有100多种，渔业类资源丰富。岛上并有多个特有种，如目前己濒临绝种钓鱼台鼹