Există mii de specii endemice în Australia (nu se găsesc nicăieri altundeva). Acest lucru poate fi atribuit izolării geografice a continentului – este cel mai izolat dintre continente și a fost descoperit de către non-nativi abia în 1606. Până la construcția Canalului Suez, Australia a fost singurul continent care nu a fost conectat prin pământ pe alte continente. Australia a fost izolată de alte continente de când s-a despărțit de Antarctica, acum aproximativ 40 de milioane de ani.
Cele mai faimoase specii endemice din Australia sunt fauna marsupială. Marsupialele sunt mamifere cu o descendență diferită și diferențe anatomice față de mamiferele placentare, inclusiv o temperatură corporală mai scăzută, nașterea timpurie, lipsa placentei și diferite organe sexuale. Acestea includ ierbivore, cum ar fi koala, wombat, șobolan cangur, wallaby și faimosul cangur, bandicoot omnivor, Sugar Glider, aluniță marsupial și wallabii asorți, quoll carnivor, Kowari, numbat, mulgara, antechinus și multe altele. În total, 224 de specii de marsupial sunt endemice în Australia. Marsupialele au înlocuit în întregime placentare în Australia.
Alte specii endemice în Australia sunt monotremele, mamifere neobișnuite din propria lor categorie. Au un metabolism chiar mai lent decât marsupialele, deși au toate trăsăturile standard ale mamiferelor, cum ar fi părul și capacitatea de a-și mulge puii. Monotremele includ patru specii de echnidna și ornitorincul, considerat unul dintre cei mai neobișnuiți membri ai regnului animal. Ornitorincul este descris ca fiind cu cioc de rață, cu coadă de castor și cu picioare de vidră. Are un pinten veninos pe piciorul din spate și depune ouă, unul dintre singurele mamifere care face acest lucru. Monotremele au fost prost înțelese de mulți ani, considerate mamifere „mai primitive”. S-au despărțit evolutiv de alte mamifere cu aproximativ 150 de milioane de ani în urmă, până în epoca dinozaurilor.
Există numeroase alte specii endemice în Australia, deși marsupiale și monotremele sunt cele mai faimoase. În Australia, aproximativ 83% dintre mamifere sunt endemice, 89% dintre reptile, 90% dintre pești și insecte și 93% dintre amfibieni. Celebrul emu, o pasăre fără zbor înrudită cu struțul, își face locuința acolo și se găsește pe stema Australiei. Speciile de papagali endemici sunt numeroase pe continent. Crocodilul de apă sărată, cea mai mare dintre toate speciile de crocodili vii, se găsește în Australia de Nord, dar poate fi găsit și în Asia de Sud-Est. Crocodilul de apă dulce, o specie mult mai mică, este endemică în Australia de Nord.