Os valores faunísticos do Tejo Internacional constituem um dos principais factores que levaram a Quercus a intervir nesta região e que culminaram na sua classificação como Parque Natural e como ZPE – Zona de Protecção Especial para Aves.
Todavia, estes valores não se devem dissociar do meio físico e das comunidades florísticas que lhes servem de suporte, bem como de algumas actividades humanas que contribuem positivamente para a presença e fomento de determinadas espécies animais.
Nos diversos ecossistemas desta área foram já inventariadas 154 espécies de aves, 44 espécies de mamíferos, 15 espécies de anfíbios das 17 existentes em Portugal, 20 espécies de répteis das 27 presentes no território nacional, 12 espécies de peixes, 153 espécies de insectos (pertencentes a 9 ordens e 52 famílias), aracnídeos, entre outras.
Das espécies da avifauna mais emblemáticas da região podemos salientar a águia-real, a águia-imperial, a águia-de-bonelli, o grifo, o abutre-negro, o abutre-do-egipto, a cegonha preta ou o falcão-peregrino entre muitas outras também raras e ameaçadas.
Nos mamíferos podemos salientar a lontra, a gineta, o saca-rabos, a raposa ou o gato-bravo. Nos mamíferos de grande porte é de salientar a abundância de veados e javalis que se distribuem um pouco por toda a região.
Actualmente admite-se a presença de 12 espécies de peixes, cinco das quais (lúcio, achigã, carpa, góbio e perca-sol – introduzida há alguns anos neste troço do rio Tejo) não fazem parte da ictiofauna autóctone dos nossos rios.
Segundo relatos orais da população local, julga-se que outrora também existiram no rio Tejo a lampreia e o sável.
O carácter predador do lúcio, achigã e perca-sol torna-os responsáveis por graves desequilíbrios, ainda não devidamente estudados, no meio aquático, designadamente na redução das populações de espécies autóctones como as bogas e os barbos.
Por último, e apesar de se tratar de um crustáceo, refira-se ainda a introdução do lagostim-americano (Procambarus clarkii Girard), proveniente da América do Norte, o qual é bastante resistente à poluição e pragas.