Es gibt Tausende von Arten, die in Australien endemisch sind (nirgendwo anders zu finden). Dies ist auf die geographische Isolation des Kontinents zurückzuführen – er ist der isolierteste der Kontinente und wurde erst 1606 von Nicht-Eingeborenen entdeckt. Bis zum Bau des Suezkanals war Australien der einzige Kontinent, der nicht durch Land auf andere Kontinente. Australien ist seit seiner Trennung von der Antarktis vor etwa 40 Millionen Jahren von anderen Kontinenten isoliert.
Die bekannteste in Australien endemische Art ist die Beuteltierfauna. Beuteltiere sind Säugetiere mit einer anderen Abstammung und anatomischen Unterschieden als Plazenta-Säugetiere, einschließlich einer niedrigeren Körpertemperatur, einer frühen Geburt, eines Mangels an Plazenta und verschiedener Geschlechtsorgane. Dazu gehören Pflanzenfresser wie der Koala, Wombat, Rattenkänguru, Wallaby und das berühmte Känguru, der Allesfresser-Bandicoot, Sugar Glider, Beuteltier-Maulwurf und verschiedene Wallabys, der fleischfressende Quoll, Kowari, Numbat, Mulgara, Antechinus und viele andere. Insgesamt sind 224 Beuteltierarten in Australien endemisch. Beuteltiere haben Plazenta innerhalb Australiens vollständig verdrängt.
Andere in Australien endemische Arten sind die Monotreme, ungewöhnliche Säugetiere in ihrer eigenen Kategorie. Sie haben einen noch langsameren Stoffwechsel als Beuteltiere, obwohl sie alle Standardmerkmale von Säugetieren wie Haare und die Fähigkeit haben, ihre Jungen zu melken. Zu den Monotremen gehören vier Echnidna-Arten und das Schnabeltier, das als eines der ungewöhnlichsten Mitglieder des Tierreichs gilt. Das Schnabeltier wird als Entenschnabel, Biberschwanz und Otterfuß beschrieben. Es hat einen giftigen Sporn an seinem Hinterbein und legt als eines der wenigen Säugetiere Eier. Monotreme wurden viele Jahre lang kaum verstanden und galten als „primitivere“ Säugetiere. Sie haben sich vor etwa 150 Millionen Jahren evolutionär von anderen Säugetieren abgespalten, bis zurück in das Zeitalter der Dinosaurier.
Es gibt zahlreiche andere Arten, die in Australien endemisch sind, obwohl die Beuteltiere und Monotremen die bekanntesten sind. In Australien sind etwa 83 % der Säugetiere endemisch, 89 % der Reptilien, 90 % der Fische und Insekten und 93 % der Amphibien. Der berühmte Emu, ein flugunfähiger Vogel, der mit dem Strauß verwandt ist, hat dort seine Heimat und ist auf dem Wappen Australiens zu finden. Endemische Papageienarten sind auf dem Kontinent zahlreich. Das Salzwasserkrokodil, die größte aller lebenden Krokodilarten, kommt in Nordaustralien, aber auch in Südostasien vor. Das Süßwasserkrokodil, eine viel kleinere Art, ist in Nordaustralien endemisch.