Le isole sono caratterizzate dalla presenza di endemismi, sebbene il numero di specie presenti sia generalmente inferiore a quello delle masse continentali adiacenti. Per la conservazione dell’ambiente naturale, questa condizione particolare, determina necessità di tutela, in quanto una scomparsa della fauna, così come della flora, è causa di una sproporzionata perdita di diversità biologica. L’Arcipelago toscano è, in tal senso, un caso tipico. Tra i più rappresentativi endemismi, possono essere citati i molluschi gasteropodi “Oxychilus pilula” e “Tacheocampylaea tacheoides” di Capraia; così come “Oxychilus gorgonianus” di Gorgona. Sono inoltre specie di rilievo la farfalla “Coenonympha elbana”, il grillo “Rhacocleis tyrrhenica”, la lucertola “Podarcis muralis colosii”, la “Vipera aspis francisciredi” all’Elba, le lucertole “P. muralis insulanica” e “P. muralis muellerlorenzi” a Pianosa, la “Vipera aspis montecristi” a Montecristo. Interessanti sono le presenze del venturone corso “Serinus citrinella corsicana”, del sordone “Prunella collaris”, della raganella tirrenica “Hyla sarda”, del discoglosso sardo “Discoglossus sardus” e del geco tirrenico o tarantolino “Phyllodactylus europaeus”.

I mammiferi terrestri sono quelli tipici dell’ambiente mediterraneo, con la rilevante presenza di un mustelide altrove assai raro, la martora “Martes martes”, agile abitante dei boschi dell’isola d’Elba. Diffusa è anche la presenza del coniglio selvatico “Oryctolagus cuniculus” a Capraia e al Giglio. All’Elba, estinto sin dall’inizio dell’Ottocento il cinghiale maremmano, è stato introdotto una trentina di anni fa il cinghiale centroeuropeo “Sus scrofa”, probabilmente ibridato con i suini domestici. Questa specie, fortemente prolifera, in assenza di predatori naturali, si è riprodotta a dismisura, divenendo un autentico problema per la tutela degli endemismi floristici e la salvaguardia delle colture agricole. Azioni di contenimento e cattura sono in corso per riportare a livelli sostenibili la presenza di questo ungulato. Anche a Montecristo, la capra selvatica “Capra aegagrus hircus” ha causato alcuni problemi di gestione dell’area protetta. Il muflone sardo “Ovis musimon” è stato introdotto all’Elba e Capraia, causando non pochi problemi ecologici. Ma le isole toscane sono anche un grande ponte migratorio tra l’Europa centrosettentrionale ed il continente africano: nelle stagioni di passo si possono osservare spettacolari voli di molteplici specie.

Tutti gli uccelli tipici dell’ambiente mediterraneo nidificano o svernano sulle falesie, nella macchia, tra i boschi di tutte le isole. L’Arcipelago toscano è, infatti, una delle mete preferite dagli ornitologi di tutta Europa. Tra gli ambienti più ricchi di vita meritano una particolare segnalazione le falesie di Cala Maestra a Gorgona; gli isolotti di Palmaiola, Cerboli e isola dei Topi; Cala Scirocco e Cala Grande a Montecristo; Capo d’Enfola all’Elba; la costa occidentale di Punta del Capel Rosso al Giglio; Punta del Trattoio a Capraia. Di assoluta rilevanza è la nidificazione, all’Elba e a Capraia, del più veloce predatore alato il falco pellegrino “Falco peregrinus brookei”. Di grande richiamo per il birdwatching sono il picchio muraiolo “Tichodroma muraria” negli ambienti rocciosi del Giglio e di Capraia; varie specie di rondini e rondoni, tra cui il poco diffuso rondone pallido “Apus pallidus” a Giannutri; così come le colonie di berta maggiore “Calonectris diomedea” e minore “Puffinus puffinus” e di gabbiani reali “Larus argentatus” in tutte le isole dell’Arcipelago, nonché la rara pernice rossa “Alectoris rufa” all’Elba e Pianosa. Il Parco annovera, inoltre, la presenza delle più numerose colonie del rarissimo gabbiano corso "Larus Audouinii", di cui più di un terzo della popolazione italiana si riproduce nelle isole toscane: questo raro uccello, in volo su un’onda increspata, è stato scelto quale simbolo del Parco Nazionale dell’Arcipelago Toscano.