石林世界地质公园动物地理区划属东洋界、中国西南区滇中高原小区。历史资料与调查发现脊椎动物185种，其中兽类42种，鸟类87种，爬行类32种，两栖类12种，鱼类12种，其中有中国国家二级保护动物的兽类7种，鸟类8种（附表5）。在国家重点保护的兽类和鸟类中，白腹锦鸡是IUCN红皮书1988年公布的世界濒危物种，该鸟在世界范围内主要产于云南省，以公园内种群数量较多。

公园溶洞内有较丰富的洞穴动物，不完全统计，洞穴动物隶属3目9纲40余科、上100种，主要种类是蝙蝠、螺类和盲鱼。属石林地区特有的洞穴物种有石林贝喇叭螺（Boysidia shilinensis）、路南丽管螺(Formosana  lunanensis)、石林盲高原鳅（Triplophysa shilinensis Chen et Yang），石林盲高原鳅隶属鳅亚科高原鳅属，与中国云南的个旧盲高原鳅(国家二级保护动物)、南盘江高原鳅具有相近的亲缘关系，可能源于同一个祖先。

石林世界地质公园的主要保护动物