阿尔金山自然保护区野生动物种类之丰富，数量之庞大，分布之集中，不仅在新疆境内，而且在全国其他自然保护区中都是罕见的。经科学考察，现已发现60多种野生动物，其中被列为国家一类保护的动物有牦牛、藏野驴、藏羚、雪豹、盘羊、藏雪鸡、黑颈鹤；二类保护动物有猞猁、棕熊、藏原羚、雪鸡、金雕、玉带海雕、胡秃鹫、兔狲、岩羊、青羊、游隼等，其中藏羚羊9万余只，藏野驴3万多头，野牦牛1万多头，保护区动物类群分布与数量有明显的地域差异；北部的库木库勒湖是各种水鸟的聚居地；东南的大九坝水草丰美，是各种高原偶蹄类动物的乐园；东部的库木库勒沙漠只能作为一些动物的临时避难所；阿万克库木湖以西的枯草荒漠淡水区是偶蹄类动物的产仔避护所。根据栖息环境和活动地区的差异，蹄类动物形成了一个从山岭到盆地的立体空间配置：野牦牛活动在4500米以上水草丰盛的山地；藏野驴喜欢4500~3000米的开阔盆地；藏原羚栖息于4000~4500米的高寒草原；藏羚则游动于低山丘陵和开阔地带；5000米以上的山地裸岩上则有盘羊、岩羊和北山羊出没。保护区的鸟类以夏候鸟占多数，并能在短暂的7、8月份完成整个繁殖周期；秃鹫等猛禽栖息在保护区的山地，以鼠类为食，对抑制挖掘力强的啮类动物繁殖，保护草场起到很大作用。野生动物对生态环境的有效利用，不愧为大自然的绝妙创造。