多野生动物生活，常见的包括绿头鸭、普通鸬鹚、棕头鸥和银鸥。疣鼻天鹅也较为常见，偶尔还可以看到黑天鹅。引入的非本土生物有加拿大雁、埃及雁和斑头雁等。鲑鱼和鳗鱼都是泰晤士河中常见的鱼类，后者还被做成了伦敦地区的一道名菜鳝鱼冻。此外常见的鱼种还包括欧鲢、湖拟鲤、白斑狗鱼和各种比目鱼。2008年发现欧洲海马曾出现在泰晤士河中， 一些水生哺乳类，如灰海豹和斑海豹在泰晤士河口聚居，在河上游的一些地区偶然也能见到他们。 也曾有人在河中目击到宽吻海豚和鼠海豚。2006年1月20日，一条长达的拜氏鲸出现在泰晤士河