La Gran Barrera de Coral alberga treinta especies de ballenas, delfines y marsopas (mamíferos marinos cetáceos de tamaño pequeño emparentados con los delfines, con una cabeza redondeada y sin pico prominente, y una aleta dorsal pequeña y triangular).
Hay cinco mil especies de moluscos, nueve especies de caballitos de mar, mil quinientas especies de peces, incluido el famoso pez payaso (como Nemo). También hay tortugas, de las que seis están en peligro de extinción y dos especies de tortugas verdes tienen poblaciones genéticamente distintas en el norte y en el sur. Además, hay quince especies de pastos marinos crecen en el arrecife.
Las áreas más cercanas a la tierra albergan doscientas quince especies de aves.
Hay especies peligrosas viviendo cerca del arrecife, como los cocodrilos de agua salada, y gran variedad de tiburones y rayas. Hay diecisiete especies de serpientes marinas, la mayoría son venenosas.
También habitan medusas, como la medusa caja mortal.
