Fauna wyspy jest bardzo zróżnicowana i bogato reprezentowana przez gatunki rzadkie. Przez Wolin przebiega główny szlak przelotu ptaków wzdłuż wybrzeża Bałtyku. Na terenie parku stwierdzono występowanie ponad 230 gatunków ptaków, w tym lęgowych: bielika, wodniczki, biegusa zmiennego, muchołówki małej. Park spełnia doniosłą rolę w ochronie siedlisk ptaków wodno - błotnych, które tutaj znajdują spokój oraz bazę pokarmową, szczególnie w okresie wiosennych i jesiennych wędrówek. Obszar delty Świny został zaliczony do ostoi ptaków o znaczeniu europejskim. Aktualnie m.in. prowadzona jest reintrodukcja puchacza.Z bogatego świata owadów zachowały się m.in. stanowiska chrząszcza jelonka oraz kozioroga dębosza. Na terenie parku oznaczono 3 nowe dla nauki gatunki: chrząszcza Teredus opacus i 2 gatunki skoczogonków (Collembola). Wody Zatoki Pomorskiej to biotop wielu gatunków zwłaszcza ryb oraz rzadszych ssaków morskich - foki szarej i morświna.
Jareczek000