Centralnym elementem krajobrazu jest dolina rzeki Tarangire, która pełni kluczową funkcję hydrologiczną w porze suchej.
Tarangire stanowi jedno z najważniejszych miejsc schronienia dla zwierząt w południowej części Stepu Masajów w okresie niedoboru wody, szczególnie między lipcem a listopadem.
Fauna Park Narodowy Tarangire słynie z bardzo wysokiego zagęszczenia dużych ssaków w porze suchej. Szacuje się, że w październiku koncentracja zwierząt takich jak słonie, bawoły, zebry, gnu, strusie, żyrafy czy elandy ustępuje jedynie Kraterowi Ngorongoro. Zwierzęta gromadzą się wówczas wokół stałych źródeł wody w korycie rzeki Tarangire oraz w rejonie bagien Silale. W parku regularnie obserwowane są również lwy, lamparty, czarne nosorożce, wielkie kudu, pantery, impale oraz gazele.
Tarangire jest także jednym z najważniejszych obszarów ornitologicznych Tanzanii — odnotowano tu największą liczbę lęgowych gatunków ptaków w kraju. Występują tu liczne ptaki drapieżne, w tym kuglarz, orzełek białogłowy oraz sokolik czerwonooki.