Säugetiere
Die Chihuahuan-Wüste beheimatet eine große Vielfalt an Säugetieren, darunter Kitfüchse, Kojoten, Schwarzschwanzkaninchen, mexikanische Erdhörnchen, Felsenhörnchen, Kängururatten, Grashüpfermäuse, Erntemäuse, Waldmäuse, Packratten und Baumwollschwanzkaninchen.
Vögel
Zum Vogelwelt zählen Wüstenrennvögel, Schuppenhühner, Gambel-Wachteln, Tauben, Eulen, Kolibris, Eichelhäher, Meisen, Zaunkönige, Drosselhäher, Rufseislinge, Sperlinge, Kernbeißer, Amarillen und Finken.
Reptilien
Unter den Reptilien finden sich verschiedene Klapperschlangen, Seitenwinder, Rennleguane, Skink-Eidechsen, Gila-Monster, Perlenechsen, Chuckwallas, Leopardechsen, Wüstenleguane, Hörnchenechsen und weitere Arten.
Amphibien
Zu den Amphibien gehören Canyon-Baumfrösche, Amerikanische Baumfrösche, Ochsenfrösche, Leopardenfrösche, Woodhouses Kröten, Great-Plains-Kröten, Grünkröten, Rotfleckkröten und Löffelfußkröten.
Fische
Im Gewässer der Wüste leben Rio-Grande-Forellen, Gila-Forellen, Apache-Forellen, Bachforellen, Regenbogenforellen, Bachsaiblinge, Saugkärpflinge, Elritzen, Äschen, Gründlinge und Pupfische.