Żyją tu takie ssaki jak np.: dzik euroazjatycki, jenot azjatycki, kot błotny, piżmak amerykański, lis rudy, wilk szary, tchórz stepowy. Z gadów występuje m.in.: żmija łąkowa, żmija z gatunku Vipera renardi, żółw śródziemnomorski, zaskroniec zwyczajny, stepniarka bystra, zaskroniec rybołów, agama kaukaska.
Awifauna zatoki wyróżnia się dużą różnorodnością. Żyją tu m.in.: łabędź niemy, bielik, błotniak stawowy, pelikan kędzierzawy, nur czarnoszyi, kormoran zwyczajny, czapla biała, czapla purpurowa. W sumie w rejonie zatoki, w jej otulinie i na terytoriach przyległych zarejestrowano 250 gatunków ptaków.
Północno-wschodnie obrzeża zatoki są miejscem żerowania jedynego gatunku płetwonogich na Morzu Kaspijskim – foki kaspijskiej.
Sarykumskije Barchany
Na wydmach i w ich okolicach pospolite gatunki to m.in.: wilk szary, chomik szary, lis rudy, stepojeż uszaty, kot błotny, żbik europejski, jeż anatolijski, szakal złocisty, łasica pospolita, borsuk europejski.
Spośród gadów i płazów najbardziej charakterystyczne są: ropucha zielona, żaba śmieszka, żółw śródziemnomorski, jaszczurka z gatunku Lacerta strigata, boa piaskowy, połoz wysmukły, połoz kaspijski, malpolon, żmija lewantyńska, agama kaukaska.