Existem milhares de espécies endêmicas da Austrália (encontradas em nenhum outro lugar). Isso pode ser atribuído ao isolamento geográfico do continente – é o mais isolado dos continentes e só foi descoberto por não-nativos em 1606. Até a construção do Canal de Suez, a Austrália era o único continente a não ser conectado por terra para outros continentes. A Austrália foi isolada de outros continentes desde que se separou da Antártica há cerca de 40 milhões de anos.
As espécies mais famosas endêmicas da Austrália são a fauna marsupial. Marsupiais são mamíferos com uma linhagem diferente e diferenças anatômicas dos mamíferos placentários, incluindo temperatura corporal mais baixa, nascimento prematuro, falta de placenta e diferentes órgãos sexuais. Eles incluem herbívoros, como o coala, o wombat, o canguru de rato, o canguru e o famoso canguru, o onívoro bandicoot, o Sugar Glider, a toupeira marsupial e vários cangurus, o carnívoro, o Kowari, o numbat, o mulgara, o antechinus e muitos outros. Ao todo, 224 espécies marsupiais são endêmicas da Austrália. Os marsupiais deslocaram completamente placentários na Austrália.
Outras espécies endêmicas da Austrália são os monotremados, mamíferos incomuns em sua própria categoria. Eles têm um metabolismo ainda mais lento que os marsupiais, embora tenham todas as características padrão de mamíferos, como cabelos e capacidade de ordenhar seus filhotes. Os monotremados incluem quatro espécies de echnidna e o ornitorrinco, considerado um dos membros mais incomuns do reino animal. O ornitorrinco é descrito como bico de pato, cauda de castor e pé de lontra. Tem um esporão venenoso na perna traseira e põe ovos, um dos únicos mamíferos a fazê-lo. Os monotremados foram pouco compreendidos por muitos anos, considerados mamíferos “mais primitivos”. Eles se separaram evolutivamente de outros mamíferos cerca de 150 milhões de anos atrás, desde a Era dos Dinossauros.
Existem inúmeras outras espécies endêmicas da Austrália, embora os marsupiais e os monotremados sejam os mais famosos. Na Austrália, cerca de 83% dos mamíferos são endêmicos, 89% dos répteis, 90% dos peixes e insetos e 93% dos anfíbios. O famoso ema, um pássaro que não voa relacionado ao avestruz, fica lá e é encontrado no brasão da Austrália. As espécies endêmicas de papagaios são numerosas no continente. O crocodilo de água salgada, a maior de todas as espécies de crocodilos vivos, é encontrado no norte da Austrália, mas também pode ser encontrado no sudeste da Ásia. O crocodilo de água doce, uma espécie muito menor, é endêmico no norte da Austrália.