Shark Bay er et område av stor zoologisk viktighet. Det er hjem for omkring 10 000 sjøkuer og mange delfiner, særlig ved Monkey Mia. Området inneholder 26 utrydningstruede australske pattedyrarter, over 300 fuglearter og inntil 100 reptilarter. Det er dessuten en viktig yngleplass og biotop for fisk, skalldyr og nesledyr. Det fins 323 fiskearter og mange hai og rokker.