Świat zwierzęcy wysp reprezentują głównie ptaki, zarówno pod względem liczby gatunków, jak i liczebności osobników. Wszystkie gatunki żyją tutaj jedynie w ciepłej połowie roku i na zimę odlatują na południe, zaś na Nową Ziemię przylatują w końcu maja i czerwcu na okres lęgowy. Żyją tutaj w dużej liczbie m.in. rybitwy, wydrzyki (tęposterny, ostrosterny i długosterny), sowa śnieżna, pardwa mszarna, nury, kaczki, gęsi (m.in. białoczelna i zbożowa), edredony, myszołów włochaty, oraz drobne wróblowe, wśród których można wymienić np. śniegułę. Spotyka się tutaj także łabędzie. Większość spośród wymienionych ptaków gnieździ się w okolicach podmokłych i zabagnionych, gdzie znajduje się obfitość pokarmu: ryb, bezkręgowców i roślinności wodnej.
Ze ssaków żyją tutaj m.in. lisy polarne (pieśce), niedźwiedzie polarne i lemingi.
W przybrzeżnych wodach żyją morskie ssaki: różne gatunki fok (np. foka wąsata), białuchy. Niegdyś liczba występujących tutaj gatunków fok była większa, jednak zostały one wytępione przez myśliwych. Także populacja morsów zachowała się tylko w północnej części archipelagu.