Wolharige mammoeten, wolharige neushoorns en het reuzenhert hebben ooit gegraasd over de uitgestrekte toendravlaktes in Waterland en Zaanstreek. Dit was in de voorlaatste ijstijd, het Weichselien, tot ongeveer 40.000 jaar voor Christus. Deze oerdieren zijn verdwenen door het veranderende klimaat. Op het veen dat ontstond leefde geen grote zoogdieren. Soorten als de haas, vos en kleine knaagdieren zoals de bosmuis en de noordse woelmuis komen hier nu voor. 

Vliegende zoogdieren komen vooral in grote getale voor in de forten die Waterland en Zaanstreek rijk is. Baardvleermuizen en groot oor vleermuizen verblijven in deze oude forten van de stelling van Amsterdam. 

​

Doordat er veel riet en andere oever/waterplanten groeien in de veengebieden zijn er in het voorjaar en de zomer veel libellen en juffers te vinden zoals de paardenbijter, de bruinrode heidelibel en de houtspaner. Vlinders die regelmatig gezien worden zijn het icarusblauwtje, de kleine vuurvlinder en de argusvlinder. Tevens zijn er de kleine watersalamanders, rugstreeppadden en ringslangen die in het gebied leven. 

​

Deze overvloed aan verschillende flora en fauna resulteert in een grote verscheidenheid aan vogels. Waterland en Zaansteek staat bekend om de grote diversiteit aan weidevogels. Kemphaan, kievit, grutto, watersnip en tureluur zijn typische vogels van de veenweides. Tussen het riet zitten baardmannetjes, snor, roerdompen en de purperreiger. Er wordt gejaagd door roofvogels zoals de velduil, bruine kiekendief en er wordt sporadisch een zeearend gespot. Verder is het gebied rijk aan eenden, ganzen, meeuwen en andere watervogels.