Fauna Sardinie oplývá vzácnými a často ohroženými druhy zvířat, jen ojediněle se vyskytujícími na území Evropy. Mezi tyto početné druhy se řadí i ty, jejichž endemický výskyt je omezený většinou na Sardinii a Korsiku, nebo žijí výlučně právě na území Sardinie.

Nejtypičtějším savcem sardinské fauny je muflon, předek ovce domácí, jíž se velmi podobá. Žije v horských oblastech ve střední části ostrova, v dubových lesích a na horských loukách a pozná se podle bílého sedla na zádech, které kontrastuje se zrzavým kožichem, a podle spirálovitě zatočených rohů samců.

V některých lesích na Sardinii se vyskytuje quercino sardo, endemický druh plcha, jejichž počet se zvyšuje poté, co málem vyhynuli kvůli pytlákům. Důležité je také plemeno poníka Achetta divoce žijící na vysoké čedičové náhorní plošině Giara v srdci Sardinie. Oslík bílý je zvláštní druh žijící v národním parku Asinara, po kterém je ostrov pojmenován.

Sardinská kočka divoká patří do poddruhu evropské kočky divoké, rozšířené v severní Africe, na Korsice a na Sardinii. Tento savec se živí malými hlodavci, zajíci, ptáky a obojživelníky a loví nejčastěji v noci. Je podobný kočce domácí, se kterou se někdy kříží.

Sardinský netopýr ušatý je netopýr, který se vyskytuje pouze na Sardinii, objevený teprve nedávno v roce 2002. Jedná se o objev mimořádného významu, jelikož je to jediný endemický savec nejen na Sardinii, ale v celé Itálii. Dostal jméno po svých velkých ušiskách.

Z dravých ptáků zde žije Falco eleonorae (ostříž jižní neboli sokol eleanořin), druh hnízdící koncem léta v koloniích. Obývá Sardinii spolu s více než 400 páry na ostrovech oblasti Sulcis a podél útesů zálivu Orosei. Začátkem listopadu ptactvo migruje směrem na Madagaskar. Název tohoto druhu je odvozen od sardinské královny jménem Eleonora Alborejská, která svým zákonem (Carta de Logu, 14. stol.) zakázala lov sokolů a vybírání jejich hnízd s cílem chránit aristokratický zvyk lovu sokolů, jež nepřímo chránil sokolovité druhy před vyhynutím.

Orel královský je největší dravec Itálie, pokud nepočítáme supa, jehož 30 párů přežívá v severozápadní části Sardinie. Rozpětí křídel u samic orla královského může dosahovat až 2,20 metrů, u samců je toto rozpětí křídel menší. Více exemplářů tohoto dnes chráněného druhu se vyskytuje v alpském pásmu, na Apeninském pohoří a na Sicílii a 50 párů žije na Sardinii.