Middelhavsbiomet er et artsrikt område, med mange fuglearter og pattedyr av forskjellige slag. Av dyr finner en gnagere, men også større arter av drøvtyggere har hatt naturlig tilhold i regionen. Innslaget av drøvtyggere er sterkt redusert i alle deler av biomet, men mest i middelhavsområdet. Fordi alle regioner bestående av dette biomet er isolert av fjellkjeder, ørken eller hav, har det oppstådt mange endemiske arter, altså arter som bare finnes i det spesifikke området. Dermed finner en både uvanlige dyr og planter i hvert område. Spesielt finnes det unike plantearter i middelhavsbiomet i Sør-Afrika.