Mongolias dyreliv har innslag av sibirsk, nordkinesisk og tibetansk fauna, og det forekommer 150 ulike arter av pattedyr i landet. Arter som elg, hjort, rådyr, gaupe, bjørn, sobel, rødrev og ekorn lever i skogene i nord, mens det lever truede arter som argalisau og snøleopard, foruten sibirsteinbukk og sibirpipehare i fjellene. På steppene finnes det Mongolia- og persiagaseller, foruten murmeldyr. De sjeldne artene kulan og baktriakamel finnes i ørkenen og halvørkenen. Przewalskihest ble reddet fra utryddelse ved hjelp av oppdrett i fangenskap og blir nå forsøkt gjeninnført. Det er finnes mer enn 415 fuglearter i Mongolia, blant annet de sjeldne artene mongolløpekråke og mongolhettemåke. Krypdyrfaunaen omfatter omkring 40 arter. I våtmarkene lever det andefugler, måker og traner. I fjellene finnes det mange fuglearter som også er vanlige i Europa, slik som alpekråke, boltit, li- og fjellrype. Det samme gjelder skogene: perle- og lappugle, konglebit og storfugl. Det finnes 78 arter med ferskvannsfisk, blant annet laksefisker, abbor og gjedde.