La fauna es al igual que la flora extensa y variada, entre las que se cuenta con 32 especies de mamíferos, 5 de carnívoros, más de 130 especies de aves, roedores, anfibios y reptiles. El cañón y sus alrededores albergan una importante, diversa y cuantiosa fauna, adaptada especialmente al entorno de los andes y su extrema aridez.

Una especie animal representativa de los Andes es el majestuoso cóndor andino, considerado el rey de las aves voladoras; es aquí en su profundo cañón donde esta ave carroñera se desarrolla a plenitud gracias a las condiciones ideales que encuentra.

En Los cielos del valle también se encuentran variedad de especies de aves como águilas, aguiluchos y halcones; guaraguáus, lique- liques y yanavicos. Aves de todos los tamaños, formas y colores, que hacen merecedora al cañón del Colca el título de observatorio de aves.

Mención especial merecen los picaflores gigantes que viene a ser el más grande del mundo, con 23 cm de longitud incluyendo 3.5 cm de su grueso pico. Estas aves especiales han desarrollado una singular estrategia alimenticia. Presentan largos picos y una lengua más larga aún, que iLas vizcachas son muy abundantes en el Colca especialmente en zonas rocosas en los altos Andes. Su aspecto es bastante similar a un conejo pero de cola larga y peluda. Resulta ser la presa principal de carnívoros como el zorro y aves rapaces. Consumen muchas especies vegetales de su entorno y tienen la costumbre de tomar sol por la mañana se introducen en ciertas flores de forma tubular, de las que sólo ellos pueden alimentarse. La planta los atrae con su colorido y les ofrece su dulce néctar y a cambio de ello los picaflores transportan el polen a otras flores permitiendo la fertilización de las flores a través de la polinización. Se alimentan especialmente de las flores de cactus y cantutas.

En las alturas del cañón puedes encontrarse dos especies de camélidos silvestres; el guanaco; cuyas tropillas encuentran alimento en las zonas semidesérticas; y las vicuñas; agrupadas en torno de las zonas de pastos abundantes. Las Tarukas son mamíferos exclusivos de las alturas andinas. En las épocas secas bajan hasta los cultivos cerca de los poblados en busca de alimento. El Venado de Cola Blanca que tiene una amplia distribución en toda la América es encontrado en el Valle del Colca en las partes bajas especialmente en los poblados de Cabanaconde y Huambo.

Entre los carnívoros más importantes presentes en todo el valle del colca mencionamos: el temible puma; el gato montés u “Osjollo”; el zorro andino, reconocido como el depredador más significativo de los andes; el zorrino o añas y la comadreja conocida como “Achocalla”.

El Puma, que siendo el de mayor tamaño, demanda enormes requerimientos alimenticios. Es una especie solitaria y posee una notable adaptación a diferentes entornos. Su escasez en el Colca se debe a la poca comida que obtiene en el lugar. Se alimenta con cualquier animal incluyendo a zorros y gatos monteses.

La fauna de reptiles y anfibios es bastante pobre en esta parte del país, representada por tres anfibios y cinco reptiles

El Cañón del Colca es el hábitat natural para diferentes especies de flora y fauna, desde el majestuoso cóndor andino, el temible puma, el venado de cola blanca, zorros, vizcachas, gatos salvajes, hasta aves de todas las formas y tamaños; por ello la importancia de conservación de los ecosistemas que mantienen con vida a la variedad de animales y plantas que el cañón alberga, resulta un objetivo primordial para mantener este lugar como una verdadera maravilla natural.