Kárpátalja, Ukrajna legnyugatibb régiója, rendkívül változatos állatvilággal rendelkezik, amely a Kárpátok ökológiai sokféleségének és a régió biogeográfiai elhelyezkedésének köszönhető. A terület átmenetet képez a Pannon-medence és a Keleti-Kárpátok között, ami több éghajlati és élőhelyi öv találkozását eredményezi – az alföldi síkságoktól a szubalpin régiókig. Ennek következtében Kárpátalja az európai fauna egyik fontos biodiverzitási hotspotja.
Az emlősfauna tekintetében jelen vannak a Kárpátok nagytestű ragadozói – mint a barna medve (Ursus arctos), a farkas (Canis lupus) és a hiúz (Lynx lynx) –, amelyek stabil, de szigetszerű populációkban élnek. A nagyvadak, például a gímszarvas (Cervus elaphus) és a vaddisznó (Sus scrofa), szintén elterjedtek a régió erdőségeiben. Különösen figyelemre méltó a vadmacska (Felis silvestris) állománya, amely a házi macskával való hibridizáció ellenére is fennmaradt.
A madárvilág rendkívül gazdag: közel 200 faj fordul elő, köztük fészkelőként a békászó sas (Clanga pomarina), fekete gólya (Ciconia nigra) és uhu (Bubo bubo). A régió fontos vonulási útvonal is, ezért kiemelt jelentőséggel bír az eurázsiai madárpopulációk számára.
Kétéltű- és hüllőfaunája szintén sokszínű, és több endemikus vagy reliktum faj is előfordul, például a kárpáti gőte (Lissotriton montandoni). A vizes élőhelyek állapotát olyan indikátorfajok is jelzik, mint a foltos szalamandra (Salamandra salamandra) vagy a különböző vízi makrogerinctelen fajok.
A halfauna az élővizek változatosságát tükrözi: a hegyvidéki patakokban a sebes pisztráng (Salmo trutta fario), az alsóbb szakaszokon több őshonos halfaj, köztük a márna (Barbus barbus) és a szilvaorrú keszeg (Vimba vimba) található meg.
Kárpátalja különböző nemzeti parkjai és természetvédelmi területei – például a Szinevéri, az Ungi vagy az Elvarázsolt Vidék Nemzeti Park – kulcsszerepet játszanak e gazdag fauna védelmében. Ezek a parkok nemcsak a természetes élőhelyek fenntartását szolgálják, hanem nemzetközi jelentőségű kutatási, oktatási és ökoturisztikai szerepet is betöltenek.