Con respecto a la fauna en el parque habitan numerosas especies de avifauna, aproximadamente 266, reportadas para el Refugio de Fauna Silvestre Cuare. Debido a que el Parque nacional Morrocoy y el Refugio de Fauna Silvestre Cuare se encuentran ubicados en una misma área geográfica, se infiere que para el parque debe existir un número similar, entre las que se destacan el águila pescadora, especies vulnerables como el flamingo , la garza paleta, el pelícano especie de la avifauna cuyo hábitat preferido es la vegetación de manglar donde anida y reposa, cotúa, garcita blanca, el paují de copete, el loro real Amazona, la corocoro, la garza pechiblanca y las especies consideradas de distribución restringida como la fragata o tijereta de mar. Los manglares de la Bahía de Morrocoy son excelentes refugios de aves; sobre todo en la isla de Pájaros, que es un cayo cubierto de manglar ubicado en la zona central del parque.
Habitan además numerosos reptiles marinos, entre los que se destacan las tortugas marinas como la tortuga verde, la tortuga carey, latortuga cardón, la tortuga cabezón así como el caimán de la costa, todas ellas consideradas por el libro rojo en peligro de extinción. Entre los mamíferos se incluyen tanto los mamíferos marinos (delfines, ballenatos) que utilizan el parque como refugio así como las diferentes especies de mamíferos terrestres, que se localizan mayoritariamente en el Cerro Chichiriviche, entre los que se pueden mencionar elvenado matacán y el venado caramerudo, el oso melero, el zorro cangrejero, el mono araguato, la pereza, el rabipelado, la lapa, el picure y el báquiro cinchado. Los peces que se reproducen en el parque son el mero, mixines, pargo, curbina, sábalo, róbalo, el pez sapo, cazón,sardina, el jurel, el corocoro, la picúa, la cachama negra, así como peces que habitan en los arrecifes coralinos. Entre los moluscos y crustáceos: la ostra de mangle, liebres marinas, quigua, existen 2 tipos de langostas Panulirus argus -Panulirus grettatus, cangrejos azules y rojos, jaibas, entre otras especies. Existe una variedad diversa de insectos, aunque aún no existe un levantamiento de información para la zona.
