Za Avstralijo je na tisoče endemičnih vrst (najdenih nikjer drugje). To je mogoče pripisati geografski izoliranosti celine – je najbolj izolirana od celin, odkrili pa so jo tujci šele leta 1606. Do izgradnje Sueškega prekopa je bila Avstralija edina celina, ki ni bila povezana z zemlje na druge celine. Avstralija je bila izolirana od drugih celin, odkar se je pred približno 40 milijoni let odcepila od Antarktike.
Najbolj znana vrsta, endemična za Avstralijo, je torbarska favna. Marsupiali so sesalci z drugačno linijo in anatomskimi razlikami od placentnih sesalcev, vključno z nižjo telesno temperaturo, zgodnjim rojstvom, pomanjkanjem posteljice in različnimi spolnimi organi. Sem spadajo rastlinojede živali, kot so koala, wombat, podganji kenguru, valabi in slavni kenguru, vsejedi bandicoot, Sugar Glider, torbarski krt in različni valabiji, mesojedi quoll, Kowari, numbat, mulgara in mnogi drugi. Skupaj je 224 vrst torbarjev endemičnih za Avstralijo. Marsupiali so v Avstraliji popolnoma izrinili placente.
Druge vrste, endemične za Avstralijo, so monotremi, nenavadni sesalci v svoji kategoriji. Imajo celo počasnejši metabolizem kot torbari, čeprav imajo vse standardne lastnosti sesalcev, kot so dlaka in sposobnost molzenja svojih mladičev. Monotreme vključujejo štiri vrste echnidna in platipus, ki velja za enega najbolj nenavadnih članov živalskega kraljestva. Platypus je opisan kot račji kljun, bobrov rep in vidrina stopala. Na zadnji nogi ima strupeno ostrogo in odlaga jajca, eden edinih sesalcev, ki to počne. Monotreme so bile dolga leta slabo razumljene in veljale za “bolj primitivne” sesalce. Evolucijsko so se ločili od drugih sesalcev pred približno 150 milijoni let, vse nazaj v dobi dinozavrov.
Obstajajo številne druge vrste, ki so endemične za Avstralijo, čeprav so najbolj znani torbari in monotremi. V Avstraliji je približno 83 % sesalcev endemičnih, 89 % plazilcev, 90 % rib in žuželk ter 93 % dvoživk. Tam živi slavni emu, ptica, ki ne leti, sorodna noju, najdemo pa jo na grbu Avstralije. Endemične vrste papige so številne na celini. Slanovodni krokodil, največja od vseh živih vrst krokodilov, najdemo v severni Avstraliji, lahko pa ga najdemo tudi v jugovzhodni Aziji. Sladkovodni krokodil, veliko manjša vrsta, je endemična za severno Avstralijo.