На обследованной территории учтены 1219 экз. беспозвоночных, относящихся к 12 отрядам, 49 семействам и 61 виду. Донные беспозвоночные представлены таксонами из четырех систематических групп: моллюски, малощетинковые черви, ракообразные и насекомые. Установлено обитание 1 вида амфибий и 6 видов рептилий. С побережьем Каспийского моря связано основное поголовье редких птиц Казахстана - фламинго, розовых пеликанов, малой белой цапли, караваек, а на зимовке здесь сосредоточено наибольшее в пределах его ареала количество орлана-белохвоста. В биоценозах прибрежной зоны Северного Каспия насчитывается 49 видов млекопитающих, в том числе 2 вида (перевязка и кожанок Бобринского), внесенные в Красную Книгу Республики Казахстан.