Das Rainforest Action Network gibt an, dass etwa die Hälfte der Tierarten der Welt im Regenwald leben. Obwohl Regenwälder nur etwa 6 Prozent der Erdoberfläche bedecken, beherbergen sie viele Tierarten. Einige Arten sind jedoch noch nicht identifiziert, was es schwierig macht, die Zahl der im Regenwald lebenden Arten abzuschätzen, aber ein Wissenschaftler schätzt die Zahl zwischen 20 Millionen und 40 Millionen.
Mehr als 90 % der Arten im Regenwald sind Insekten. Einige Wissenschaftler schätzen, dass in den Regenwäldern der Welt etwa 30 Millionen Arten von Wirbellosen leben, und eine im Amazonas durchgeführte Umfrage ergab, dass 50 verschiedene Ameisenarten auf einem einzigen Baum leben. Im Regenwald leben auch viele verschiedene Vogel- und Froscharten. Säugetierarten sind weniger verbreitet, aber im Regenwald leben immer noch mehr als 200 Affenarten und etwa ein Dutzend Faultierarten.
Die Entwaldung führt dazu, dass Tierarten im Amazonas in alarmierender Geschwindigkeit aussterben. Laut der Michigan State University ist es schwierig genau zu wissen, wie stark die Abholzung der Regenwälder die Biodiversität beeinflusst, aber es ist möglich, dass täglich bis zu 137 Arten aufgrund des Verlusts ihrer Lebensräume aussterben.