Tout comme les végétaux, on compte également un nombre réduit d'espèces d'animaux : moins de 700 insectes (contre 50 000 en Australie) et pratiquement pas de vertébrés. Même les oiseaux dont le mode de déplacement permet en partie de s'affranchir des immenses étendues maritimes du Pacifique, ne comptent qu'environ 120 espèces (6 fois moins qu'en Australie).

En effet on sait désormais que l'isolement des îles, s'il permet la naissance d'espèces endémiques, accentue également le phénomène de disparition de certaines espèces. Ainsi 90% des espèces aujourd'hui disparues vivaient sur des îles.

Les invertébrés

Les invertébrés rassemblent les insectes, les crustacés et les mollusques.

Les premiers comportent plusieurs espèces de libellules dont 8 espèces endémiques, de nombreux papillons nocturnes et quelques espèces diurnes, dont le très esthétique Danaida plexippus. Il existe également des coléoptères, des guêpes et des bourdons, des moustiques du genre aedes, des araignées et des scorpions

Les principaux crustacés terrestres sont le tupa, le seul crabe terrestre, très commun sur le bord des routes proches de la mer et qui niche dans de profonds terriers ; le kaveu appelé communément "crabe des cocotiers" mais qui appartient en fait à la famille des bernard-l'ermite. Enfin, la chevrette, appréciée pour sa chair, est le plus connue des crustacés d'eau douce. On note cependant que sa larve se développe en mer.

Les vertébrés

Les vertébrés sont encore moins nombreux que les invertébrés.

Parmi les principales espèces de poissons d'eau douce, il y a les anguilles, la famille la plus répandue.
Les reptiles comptent 3 espèces de lézard et 4 de geckos, communément appelés "margouillats". Les premiers ont un corps cylindrique couvert d'écailles alors que le corps des seconds est plat avec de minuscules granules.
Les mammifères rassemblent essentiellement le porc, le rat et le chien. Les îles Marquises sont célèbres pour leurs chevaux probablement amenés du Chili. Enfin les îles de Polynésie comptent également des bovins et des chèvres dont beaucoup vivent à l'état sauvage notamment aux Marquises.

Les oiseaux comptent un peu plus d'une centaine d'espèces. Les atolls rassemblent plus d'espèces d'oiseaux de mer que d'espèces terrestres, et vice versa pour les îles hautes où les espèces sont plus variés. Le martin triste ou "merle des Moluques" est l'un des oiseaux les plus communs. Introduit comme "ami" au début du siècle, il concurrence de nombreuses autres espèces comme les martin-chasseurs, les fauvettes à long bec ou les hirondelles de Tahiti que l'on trouve essentiellement à proximité des rivières qui attirent également le Petit Héron. De la famille des albatros, le Pétrel de Tahiti creuse son nid dans le sol des montagnes. De couleur brun foncé, on le reconnaît grâce au dessous de son corps de couleur blanche. Le Pétrel de Murphy niche lui, à même le sol. Il existe plusieurs variétés de sternes parmi lesquelles la sterne huppée et la sterne blanche qui ne construit pas de nid et dont l'œuf comme le poussin doit tenir sur la branche. On trouve également plusieurs variétés de pigeons dont le très grand (50 cm) Carpophage des Marquises (Upe) localisé uniquement dans ces îles.