באוסטרליה יש יותר לטאות מבכל מקום אחר בעולם, עם נציגים מ-5 משפחות. בכל היבשת האוסטרלית יש 114 מינים ב-18 סוגים של שממיות. הפיגופודיים היא משפחה של לטאות אנדמיות לאזור האוסטרלי; מתוך 34 מינים מ-8 סוגים, רק מין אחד אינו מצוי באוסטרליה. משפחת החרדוניים מיוצגת על ידי 66 מינים ב-13 סוגים, כולל המינים חרדון מזוקן, דרקון מים, מולך קוצני וחרדון הצווארון. באוסטרליה 26 מינים ממשפחת הכוחיים, שם הם ידועים בדרך כלל כגואנות. המין כוח אוסטרלי הוא הגדול ביותר, ויכול להגיע לאורך של עד 2 מטרים. ישנם 389 מינים של חומטיים מ-38 סוגים, אשר מרכיבים כ-50% מכלל חברת הלטאות האוסטרליות.
דגים.
למעלה מ-4,400 מינים של דגים חיים בנתיבי המים של אוסטרליה; מתוכם 90% אנדמיים. עקב חוסר יחסי בערוצי מים מתוקים, לאוסטרליה רק 170 מינים של דגי מים מתוקים. שתי משפחות של דגי מים מתוקים הן בעלות מקורות עתיקים: משפחת הגרום-לשוניים (Osteoglossidae) ומשפחת הבעלי ריאה אחת (Ceratodontidae). דג ריאות אוסטרלי הוא המין הפרימיטיבי ביותר בין דגי הריאות והוא התפתח עוד בטרם היפרדותה של אוסטרליה מגונדוונה. אחד מדגי המים המתוקים הקטנים ביותר, שייחודי לדרום-מערב אוסטרליה המערבית, הוא המין דג סלמנדרה ("Lepidogalaxias salamandroides") שיכול לשרוד את התייבשות המזון בעונה היבשה על ידי חפירה בבוץ. משפחות אחרות שייתכן שמקורן הוא מגונדוונה כוללות: Retropinnidae ,Galaxiidae ,Aplochitonidae ופרקות ממוזגות. חוץ ממיני דגי המים המתוקים העתיקים, ל-70% מדגי המים המתוקים של אוסטרליה קרבה למינים ימיים טרופיים מהאוקיינוס ההודי והאוקיינוס השקט שהסתגלו למים מתוקים. למרות זאת, ממצאי מאובנים מצביעים על כך שרבים ממינים אלו של דגי מים מתוקים הם עדיין עתיקים במקורם. בין מינים אלו נמנים צמדאים (Petromyzontiformes), סרדיניים (Clupeidae), שפמיתיים (Plotosidae), דגי קשת (Melanotaeniidae) וכ-50 מינים ממשפחת האלאוטריים. שני מיני כרישים מהסוג "Glyphis" שנמצאים בסכנת הכחדה מצויים בטריטוריה הצפונית.
מספר מיני דגי מים מתוקים אקזוטיים כגון אלתית אטלנטית, אלתית גמלונית, טרוטה חומה, טרוטת עין-הקשת, גמבוזיה מצויה, קרפיון מצוי טרוטת ברוק ("Salvelinus fontinalis") ו-פרקה ("Perca"), הובאו לערוצי המים האוסטרליים. הגמבוזיה היא מין תוקפני במיוחד שנודע בהטרדה ובנשיכת סנפירים של דגים אחרים. היא קושרה לירידות והכחדות מקומיות של מספר מיני דגים קטנים מקומיים. לטרוטת עין-הקשת שהובאה לאוסטרליה היו השפעות שליליות וחמורות על מספר מיני דגי רמה ועל מספר מיני בעלי חיים נוספים. הקרפיון גרם לירידה דרמטית בכמות עשבי המים ולרמות גבוהות של עכירות באופן קבוע בבקעת מורי-דרלינג שבדרום מערב אוסטרליה.
מרבית דגי אוסטרליה הם ימיים. בין הקבוצות מעוררות העניין נמנים המורניים (Muraenidae) והברקניים (Holocentridae), כמו גם תת-משפחת האבוביים (Syngnathinae) וסוסוני הים ("Hippocampus"), שבהם הזכרים מדגירים את הביצים בכיס מיוחד. ישנם 80 מינים של דקרים במי אוסטרליה, בהם אחד מדגי הגרם הגדולים בעולם, הדקר הענקי, אשר גדל לאורך של 2.7 מטר ומשקלו עשוי להגיע עד ל-400 ק"ג. הצניניתיים (Carangidae), קבוצה של 50 מיני דגים, והלוטיניים (Lutjanidae) הם מינים פופולריים לדיג מסחרי. שונית המחסום הגדולה תומכת במגוון רב של דגי שונית קטנים ובינוניים, בהם פרפרוניים (Chaetodontidae), קיסריים (Pomacanthidae), קברנוניים (Gobiidae), אפוגוניים (Apogonidae), שפתניים (Labridae), נצרניים (Balistidae) ובתרניים (Acanthuridae). ישנם גם מספר דגים ארסיים, ביניהם אבנון מגושם ("Synanceia verrucosa"), דגים ממשפחת הנפוחיתיים (Tetraodontidae), וזהרון אדום ("Pterois volitans"), לכל אלו ארס שיכול להרוג בני אדם. ישנם 11 מינים ארסיים של טריגוניים (Dasyatidae). מיני הברקודה ("Sphyraena") הם מהגדולים שבמיני השונית.
כרישים חיים בכל סביבת החופים ובבתי גידול קשורים של חופי אוסטרליה. ישנם 166 מינים, כולל 30 מינים ממשפחת הכרישיים (Carcharhinidae), שלושים מינים ממשפחת הגלדניים (Scyliorhinidae), שישה ממשפחת הכרישטיחיים (Orectolobidae), ו-40 ממשפחת הקוצניים (Squalidae). יש שלושה מינים ממשפחת ההטרודונטיים (Heterodontidae).
ב-2004 היו 12 תקיפות כרישים ללא התגרות באוסטרליה, שמהן שתיים היו קטלניות. רק שלושה מיני כרישים מהווים איום משמעותי לבני אדם: הכריש השורי ("Carcharhinus leucas"), הכריש הטיגריסי ("Galeocerdo cuvier") והעמלץ הלבן ("Carcharodon carcharias"). כמה חופים פופולריים בקווינסלנד וניו סאות' ויילס מוגנים על ידי רשתות כרישים, שיטה שהצליחה להוריד את אוכלוסיית הכרישים המסוכנים, אך פגעה גם באוכלוסיות הכרישים שאינם מזיקים. הדיג המופרז של כרישים גם הוריד במידה ניכרת את מספר הכרישים במים האוסטרליים ונכון לשנת 2004 מספר מינים נמצאים בסכנת הכחדה. ב-1988 נמצא בחוף פרת' כריש גדול-פה. מעט מאוד ידוע אודות מין זה, אך גילוי זה עשוי להצביע על קיומו של המין במים של חופי אוסטרליה.
חסרי חוליות.
מתוך כ-200 אלף מיני בעלי חיים באוסטרליה; בסביבות 96% הם חסרי חוליות. בעוד שההיקף המלא של מגוון חסרי החוליות אינו ברור, 90% מהחרקים ומהרכיכות מוערכים כאנדמיים. חסרי החוליות חולשים על נישות אקולוגיות רבות וחשובים בכל המערכות האקולוגיות כמפרקים, כמאביקים וכמקורות מזון. הקבוצה הגדולה ביותר של חסרי חוליות הם החרקים שכוללים 75% ממיני בעלי החיים הידועים של אוסטרליה. הסדרות המגוונות ביותר של חרקים הן סדרת החיפושיות, עם 28,200 מינים, סדרת הפרפראים עם 20,816 מינים ו-12,781 מינים של דבוראים. סדרת הזבובאים, שכוללת זבובים ויתושים, כוללת 7,786 מינים, סדרת הפשפשאים, שכוללת פשפשים וכנימות, כוללת 5,650 מינים; וישנם 2,827 מינים בסדרת החגבאים. מינים שהובאו לאוסטרליה ומהווים איום משמעותי למינים המקומיים כוללים את הצרעה, הנמלה "Solenopsis invicta", הנמלה "Anoplolepis gracilipes" ודבורות דבש פראיות שמתחרות עם הדבורים המקומיות.
לאוסטליה מגוון רחב של עכבישנים, שכולל 135 מיני עכבישים שמוכרים דיים כדי להיות בעלי שמות מוכרים. יש מספר מינים ארסיים מאוד, ביניהם המינים הידועים לשמצה עכביש המשפך "Atrax robustus" והאלמנה האוסטרלית, שנשיכותיהם עשויות להיות קטלניות. ישנם אלפי מינים של אקריות וקרציות מתת-הסדרה Acari. באוסטרליה נמצאים גם 8 מינים של דמויי עקרבים (Pseudoscorpionida) ותשעה מיני עקרבאים (Scorpiones).
בתת המחלקה דל זיפיות (Oligochaeta) משפחות רבות של תולעים מימיות אך רק שתי משפחות של תולעים יבשתיות מקומיות: Enchytraeidae ו-Megascolecidae. האחרונה מביניהן, כוללת את התולעת הגדולה בעולם, "Megascolides australis" שנמצאת רק בגיפסלנד שבוויקטוריה. תולעים אלו מגיעות באורכן ל-80 ס"מ בממוצע, אף שנמצאו פרטים באורך של עד 3.7 מטר.
המשפחה Parastacidae כוללת 124 מיני סרטני נהרות מים מתוקים אוסטרליים. במשפחה זו נכלל סרטן הנהרות הקטן בעולם, "Tenuibranchiurus glypticus", שאורכו לא עולה על 30 מ"מ, וסרטן הנהרות הגדול בעולם, "Astacopsis gouldi", שאורכו נאמד בעד 76 ס"מ ומשקלו ב-4.5 ק"ג. סרטן הנהרות מהסוג "Cherax" כולל את המין "C. destructor" ובנוסף את מיני המשק "C. tenuimanus" ו-"C. quadricarinatus". מינים מהסוג "Engaeus" גם כן מצויים באוסטרליה, אלו לא חיים לגמרי במים שכן הם מבלים את מרבית חייהם בשוחות. באוסטרליה 7 מיני סרטני מים מתוקים מהסוג "Austrothelphusa". מינים אלו חיים בשוחות על יד גדות נתיבי מים, ויכולים לסתום אותן ולשרוד מספר שנים של בצורת.
מגוון רב של חסרי חוליות ימיים מצויים במיי אוסטרליה, יחד עם שונית המחסום הגדולה שהיא מקור חשוב למגוון זה. במימי אוסטרליה חיים מגוון מינים הנמנים ממערכות שונות כגון ממערכת הספוגיים, ממערכת הצורבים (שכוללת מדוזות סוכך, אלמוגים ושושנות ים), מהמערכה קווצי עור (שכוללת קיפודי ים, כוכבי ים, נחשוני ים ומלפפוני ים) וממערכת הרכיכות. באזור אוסטרליה חיים גם חסרי חוליות ארסיים כגון מדוזה קטלנית אוסטרלית, מיני תמנון מהסוג תמנון כחול-טבעת ("Hapalochlaena") ועשרה מינים השייכים למשפחת החרוטיים ("Conidae"), שיכולים לגרום לכשל בנשימה ולהיות קטלניים לבני אדם. הכוכבן הקוצני ("Acanthaster planci") מאכלס לרוב את השונית בצפיפויות נמוכות. עם זאת, תחת תנאים שעדיין אינם ברורים, הם עשויים להתרבות כדי להגיע לצפיפות אוכלוסייה שלא ניתנת לקיום כאשר אלמוגים נאכלים בקצב מהיר יותר מהקצב שהם יכולים להתרבות. תופעה זו מציבה בעיה חמורה בטיפול בשונית. קיימים מספר מינים בעייתיים נוספים של חסרי חוליות, אשר יכולים להפוך בתי גידול ימיים לאזורי קרקע חולית וצחיחה בעקבות איסוף יתר של הטורפים שלהם. מינים מזיקים של חסרי חוליות שהובאו לאוסטרליה כוללים את המינים "Musculista senhousia, Perna canaliculus, Mytilopsis sallei" ו-"Asterias amurensis", כל אלו דוחקים מינים מקומיים.