Фауна
Млекопитающие. На территории Чарынского государственного национального природного парка обитают редкие и исчезающие виды млекопитающих, занесенные в Красную книгу Республики Казахстан в их числе, манул, среднеазиатская выдра, джейран, рысь. В целом на территории парка обитает 34 вида млекопитающих. Из них 15 видов являются объектами промысловой и любительской охоты.
Преобладают грызуны - 29 видов или 57% от общего числа млекопитающих. Хищники представлены 10 видами, копытные– 4, насекомоядные- 3, летучие мыши– 4 и зайцеобразные– 1 видом.
Среди хищных млекопитающих наиболее многочислен степной хорек, лисица, корсак и барсук. Важнейший отряд копытных представлен 4 видами: кабан и сибирская косуля, сибирский горный козел, джейран. Наиболее многочисленный отряд представлен 19 видами грызунов. Среди них малый тушканчик, тарбаганчик, желтый и краснощекий суслик, серый хомячок, емуранчик и другие. В околоводных местах обитания отмечены ондатра и среднеазиатская выдра. Встречается 5 видов летучих мышей, обитает ушастый еж и малая белзубка, а также заяц- толай.
Ихтиофауна представлена 15 видами из 2- х семейств: амурский чебачок, маринка илийская, османы чешуйчатый и голый, карась серебряный, сазан аральский (Карповые) игольцы тибетский и серый, губачи пятнистый и одноцветный (Вьюновые).
Орнитофауна (Птицы). Особенно богата и разнообразна авиафауна – 111 постоянно обитающих видов птиц, а с учетом сезонных мигрантов здесь обитает 207 видов, что составляет 42% всей авиафауны Казахстана. Из которых 22 вида птиц включены в Красную книгу. Летний аспект авифауны Чарынского парка и его ближайших окрестностей, состоит из представителей, по крайней мере, 130 видов птиц, что составляет более 30% от всех птиц, гнездящихся в Казахстане. Среди мигрантов 3 вида птиц, занесенных в Красную книгу Казахстана: скопа, орёл- могильник, сапсан.В целом, в течение круглого года на территории можно встретить птиц, относящихся к 236 видам (48,1% авифауны Казахстана), в том числе 22 вида, занесенных в Красную книгу Казахстана, что составляет 39,2% от общего списка птиц в этой книге.
Пресмыкающиеся. На территории ГНПП встречаются представители 10 видов ящериц и 8 видов змей, что составляет 36,7% всей герпетофауны Казахстана. Наиболее редкая и интересная из ящериц– пёстрая круглоголовка занесена в Красную книгу Казахстана.
Земноводные. На территории парка встречается 4 вида бесхвостых амфибий (33% батрахофауны Казахстана). Когда- то сибирская лягушка была широко распространена во всём этом регионе, но со временем почти все её местообитания заняла озёрная лягушка, а вытесненная ею сибирская оказалась в Красной книге Казахстана, и каждая её находка сейчас представляет не только научный, но и природоохранный интерес. Также, данатинская жаба обитающая здесь, описана сравнительно недавно и занесена в Красную книгу Казахстана.
Млекопитающие
Птицы
У предгорьев юго-восточной части Казахстана в зимнее время можно встретить довольно много пернатых хищников: это ястребы, белохвостые орланы, курганники, зимняки, орлы-ягнятники (бородачи), гималайские грифы (кумаи), соколы-балобаны, шахины, кречеты. В тёплые зимы можно видеть коршунов.
В ясеневой роще преобладают обитатели древесно-кустарниковых насаждений — южный соловей, сплюшка, славки (ястребиная и завирушка), синицы (большая, серая, князек). В последние годы найдены редкие на гнездовье в роще длиннохвостая синица (ополовник) и обыкновенная пищуха, а также один из краснокнижных видов — черный аист. В каньоне многочисленны виды, которые устраивают гнезда на обрывах, в нишах и трещинах скал: сизый голубь, скалистая ласточка, кеклик, каменки (плешанка, пустынная и плясунья). Здесь же обитают занесенные в Красную книгу филин и многие дневные хищники: беркут, кумай, бородач, змееяд, стервятник, балобан, шахин, могильник и орел-карлик. Среди пернатых наиболее интересны три краснокнижных вида: дрофа — красотка (или джек), чернобрюхий рябок и саджа.
Рептилии, амфибии
Одной из наиболее часто встречающихся рептилий Чарынского каньона является пустынный варан. Эти ящерицы могут вырасти довольно большими, достигая в длину до пяти футов. Они хорошо приспособлены к жарким и засушливым условиям каньона, и их часто можно увидеть греющимися на солнце на скалистых выступах.
Еще одна рептилия, часто встречающаяся в Чарынском каньоне, — среднеазиатская кобра. Эти ядовитые змеи могут вырасти до довольно больших размеров, достигая в длину до шести футов. Обычно они обитают в скалистых районах каньона, где охотятся на мелких грызунов и другую добычу.
Помимо этих двух видов, в Чарынском каньоне также обитают несколько видов сцинков и гекконов. Этих маленьких, подвижных рептилий часто можно увидеть снующими по каменистым поверхностям каньона в поисках насекомых и другой мелкой добычи.