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區內的動物相是臺灣北部山區的典型，已知有234種，包括昆蟲151種，兩棲類14種，爬蟲類18種，鳥類44種，哺乳類7種。其中保育類生物有無霸勾蜓、臺北樹蛙、貢德氏赤蛙、臺灣草蜥、蓬萊草蜥、雨傘節、飯匙倩、赤腹鷹、臺灣松雀鷹、鳳頭蒼鷹、大冠鷲、黃嘴角鴞、領角鴞、紅尾伯勞、臺灣紫嘯鶇、臺灣藍鵲等16種。並具有許多特殊的棲地，如草生地（草生地的高莖草類，是巢鼠、草蜥等動物的棲地）、水池（蛙類繁殖區）、溪澗（臺灣石魚賓、鯝魚、沼蝦的棲地）等。