Ausztrália élővilága markánsan különbözik a többi kontinens élővilágától, mivel már a földtörténeti óidő, a paleozoikum végén, a perm időszakban megkezdte elszakadását azoktól, és élővilága önálló fejlődési útra lépett. Olyan ősi fajok maradtak fenn a szigetszerűen elkülönült ausztrál szárazföldön, amelyek máshol alulmaradtak versenytársaikkal szemben és kihaltak. Ezért szokás, némi túlzással, Ausztráliát az „élő kövületek” kontinensének, a biológusok „szentélyének” is nevezni. Ugyanakkor azonban nem szabad szem elől téveszteni, hogy Ausztrália önállósodása után a biológiai fejlődés nem állt le, hanem saját úton folytatódott tovább, tehát a ma őshonos élőlények legtöbbször távolról sem azonosak azokkal, amelyek a perm időszakban éltek a kontinensen.
Ausztrália élővilága egy széles körben elfogadott biogeográfiai felosztás szerint az állatföldrajz négy nagy egységéből a Notogaea, a növényföldrajz hat birodalmából pedig az Australis területéhez tartozik.
Ausztrália élővilágának kialakulása A harmadidőszak előtt a mai Ausztrália flórája és faunája nem mutatott eltérést a Gondwana többi részétől, például ugyanúgy éltek itt is dinoszauruszok, mint másutt. A harmadidőszakban azonban a méhlepényes emlősök a többi szárazföldön domináns állatokká váltak, míg a többiektől elszakadó Ausztráliában csak erszényes emlősök éltek. Fejlettebb versenytársak híján az emlősök ezen formái fejlődtek tovább, ágazódtak el és alkalmazkodtak a sziget-kontinensen meglévő különböző természeti környezetekhez.
A jura időszakban a kontinenst hordozó Ausztrál–Indiai-lemez elszakadt utolsó társától, az Antarktisztól és észak felé mozgott. Ennek következtében közelített Csendes-óceáni-lemezhez valamint az ázsiai szárazföld így létrejövő déli szigetívéhez. A pleisztocénban így lehetővé vált néhány fejlettebb állatfajta bevándorlása is, mint a denevérek, fókák és patkányok, majd – már az ember révén – a dingók is eljuthattak a kontinensre.
A szárazföldi kapcsolat azonban mindig hiányos és ideiglenes volt, ezért markáns állatföldrajzi határvonalak húzhatók a kontinens környékén, mint az elsősorban a madárvilágra vonatkozó Wallace-vonal és az emlősöket elválasztó Weber-vonal.
A növények terjedése általában könnyebb a kontinensek között, mint az állatoké, így a flórában kevesebb a különbség Ausztrália és a többi kontinens növényvilága között. Különösen északon, a trópusi vidékeken sok a közös vonás a szomszédsággal. Ennek ellenére a kontinens növényvilága egészében véve sok sajátosságot mutat, ami a különböző eredet mellett a sajátos éghajlati körülményekhez való alkalmazkodásnak is az eredménye.
Állatvilág Emlősök bélyeg|Kacsacsőrű emlős Az ausztráliai állatvilág legkülönlegesebb, ősi vonásokat őrző állatai közül kiemelkedik a kloákások rendjébe tartozó, tojásokkal szaporodó kacsacsőrű emlős és a hangyászsünfélék. A náluk fejlettebb erszényesek legismertebb képviselői a kengurufélék, amelyek a kontinens legkülönbözőbb élettereihez alkalmazkodtak sikerrel. Rendszertanilag 51 fajba és 91 alfajba oszthatók, ám ezek közül az ausztrálok csak a három legnagyobb méretű fajt hívják kangaroo-nak, a kisebb termetűek neve wallaby.
Az erszényesek hasonlóképpen specializálódtak, mint más kontinenseken a méhlepényes emlősök. Így a repülő erszényes mókus a levegőre terjesztette ki életterét, a vombatfélék viszont föld alatti járatokba húzódtak. Az egyik leghíresebb és legnépszerűbb ausztráliai állat, a koala fákon él. Életmódja szélsőségesen specializálódott, csak néhány eukaliptuszfaj leveleivel táplálkozik.
Ragadozók is kialakultak az erszényesekből, közülük a legismertebb a mintegy másfél méteres erszényesfarkas (vagy tasmán tigris) volt, de ezt a fajt az állataikat védő farmerek már kiirtották. Az erszényesnyestfélék körébe tartozik a harcias erszényes ördög; fennmaradásáért a természetvédők küzdenek.
Az európaiak érkezése előtt Ausztráliában egyetlen méhlepényes emlős élt, a dingó, amit a mai Indonézia felől érkező embercsoportok – nem a jóval korábban érkezett első betelepülők, hanem későbbiek – hozhattak be magukkal mintegy 8000 évvel ezelőtt háziállatként, de aztán visszavadult, kialakult a markáns jegyekkel rendelkező egységes fajtája, és a kontinens nagy részén elterjedt.
Madarak A nagytestű futómadarak a déli kontinensek mindegyikén megjelentek; származásuk minden bizonnyal a Gondwana idejére vezethető vissza. Mára a különböző kontinenseken eltérő formáik alakultak ki. Ausztráliában az emu és sisakos kazuár képviseli őket.
Nevezetes ausztráliai madárfajták még a lantfarkúmadár-félék, a paradicsommadár-félék, a kakadufélék, a lugasépítő-félék, a fekete hattyú, és a széles körben népszerű kacagójancsi.
Ausztrália déli és délkeleti partjain, a környező szigeteken (beleértve Tasmániát és a Chatham-szigeteket), valamint Új-Zélandon költ a kistermetű kék pingvin. A telet a tengereken tölti.
Hüllők bélyeg|Tüskés ördög
A hüllőket Ausztráliában két krokodilfaj, öt családban hozzávetőleg négyszázféle gyík, 140 kígyó, továbbá 15 édesvízi és 6 tengeri teknős faj képviseli.
Krokodilok Az édesvízi Johnson-krokodil legfeljebb 3 m nagyságra nő, veszélytelen az ember számára. A szerte Délkelet-Ázsiában is fellelhető, főleg a tengerparti torkolatokban élő bordás krokodil a 7 métert is elérheti, és az embert is megtámadja.
Gyíkok A gyíkoknak öt családja fordul elő Ausztráliában: a gekkófélék, az agámafélék, a varánuszfélék, a lábatlangyíkfélék és a sokféle megjelenésű vakondgyíkalakúak. A gekkók közül legkülönösebb az ugató gyík (barking lizard, Underwoodisaurus milii), amely védekezésül köhögésszerű hangot ad.
Az agámafélék családjából a félelmes kinézésű tüskés ördög a legismertebb. Testét éles tüskék borítják. Riasztó külseje ellenére szelid, veszélytelen állat, hossza mindössze 15-20 cm.
A varánuszok közül Ausztrália keleti részén gyakori a tarka varánusz, 1,8 méterre nő meg. A belső területeken él az óriás varánusz, hossza elérheti a 2,4 métert is.
A gekkóalakúak közül a leggyakoribb az ausztrál lábatlangekkó hossza 0,5 m.
Kígyók A mintegy 140 ausztráliai kígyófaj kétharmada mérgező, húsznak a marása okozhat halált. Legveszélyesebb az ausztráliai tigriskigyó (Notechus scutatus), a közönséges textilmintás barnakígyó (Pseudonaja textilis), a rézfejű kígyó (Austrelaps superba), a déli halálkígyó (Acanthophis antarcticus) és a tajpán (Oxyuranus scutellatus).
Az Ausztráliát környező tengerekben a tengerikígyó-félék mintegy 30 faja él, többségük szintén mérges. Általában az emberek által nemigen látogatott partok közelében élnek. Leggyakoribb a legtöbb trópusi tengerben előforduló sárgahasú Hydrophis platurus .
Kétéltűek Ausztrália, minden bizonnyal földtörténeti múltja valamint jelenlegi szárazsága miatt, kétéltűekben szegény. A kontinens őshonos kétéltűinek mindegyike a békák rendjéhez, azon belül is a Neobatrachiák alrendjéhez, azaz a „modern” békákhoz tartoznak. A világon élő mintegy 5280 békafajból csak 230 található Ausztráliában, 93%-uk endemikus. Más kontinensekhez képest itt a fajok változatossága alacsony. A ma itt élő kétéltűek között két invazív faj is található, az óriásvarangy és a pettyes gőte.
Halak
Az ausztrál vizekben több mint 5000 halfaj élCSIRO. 2004. Standard Names of Australian Fish és ezek 24%-a endemikus. A kontinens szárazsága miatt azonban az édesvizi halfajok száma azonban csak mintegy 300.
A folyókban élő halak közül a legkülönlegesebbek az ausztráliai tüdőshal (Neoceratodus forsteri), mint „élő kövület”. A kiszáradó folyók pocsolyáiban sem pusztul el, mivel tüdőzsákja van. Ez a faj a mintegy 100 millió éve kialakult tüdőshalalakúak rendjének képviselője . Ezek a nagy testű állatok – hosszúságuk elérheti a 2 métert, súlyuk a fél mázsát – egyes queenslandi folyókban maradtak fenn. Szigorúan védett állatok.
Gerinctelenek Gerinctelenek rendszertani csoportjaiA leírt fajok becsült számaAz összes ausztráliai faj becsült számaSzivacsokPorifera1476~3500CsalánozókCnidaria1705~2200LaposférgekPlatyhelminthes1593~10000Buzogányfejű férgekAcanthocephala56~160FonálférgekNematoda~2060~30000PuhatestűekMollusca~8700~12250GyűrűsférgekAnnelida2192~4230Karmos féreglábúakOnychophora71~80RákokCrustacea7266~9500PókszabásúakArachnida6615~31338RovarokInsecta~62000~205000TüskésbőrűekEchinodermata1475~2000Más gerinctelenek~2371~5015 Modified from: Williams et al. 2001Williams, J. et al. 2001. Biodiversity, Australia State of the Environment Report 2001 (Theme Report) , CSIRO Publishing on behalf of the Department of the Environment and Heritage, Canberra. and Chapman, 2009 A kontinensen kívülről érkezett fajok a rovarok körében is komoly fenyegetést jelenthetnek a bennszülött faunára, mint a dél-amerikai vörös tűzhangya, a német darázs, a trópusi sárga őrült hangya (Anoplolepis gracilipes), valamint a visszavadult házi méh.Egerton, p. 552.Egerton, p. 553. Ausztrália a különböző tudományos becslések -nél jóval többre teszik az ott élő állatfajok számát. Közülük 96% lehet a gerinctelenek aránya. A rovarok és a puhatestűek 90%-át endemikus élőlénynek tartják. A gerinctelenek legnagyobb osztályát a rovarok alkotják, ezek Ausztrália összes állatfajának 75%-át teszik ki. A rovarokon belül a bogarak alkotják a legnépesebb rendet fajjalEgerton, pp. 538–540. őket követik a lepkék fajjalEgerton, p. 545. illetve hártyásszárnyúak fajjalCSIRO Entomology: Insects and their allies Insects and their allies köztük a hangyákkal, a méhekkel és a darazsakkal. Csak a hangyákból fajt és alfajt írtak le Ausztráliában.Shattuck, S. and Barnett, N. 2001. Australian Ants Online, CSIRO Entomology. Internet Archive: Retrieved 18 December 2013. A kétszárnyúak rendje, a legyekkel és a szúnyogfélékkel, fajt foglal magába.Egerton, pp. 542–543. Ausztráliában a pókszabásúak széles köre él, köztük a pókok 78 családja. 79 pókfaj annyira ismert, hogy hétköznapi nevük is van. Közülük néhánynak, mint a Sydney-tölcsérhálóspók erős a mérge, csípésük halálos is lehet.Egerton, p. 563.
Ausztrália betelepített állatai
Már az első, mintegy 8000 évvel ezelőtt „kívülről” érkezett szárazföldi emlős, a dingó is nagy pusztítást végzett az addig elszigetelt kontinens kisebb termetű erszényesei között. Az európaiak megtelepedése azonban gyökeres változásokat hozott. A földművelés, állattenyésztés, erdőirtás, vadászat, a felgyorsuló talajerózió, és mindenekelőtt az új növény- és állatfajok betelepítése nagyban átalakította a természeti környezetet.
Az „importált” fajok körül egyeseket véletlenül hurcoltak be (egerek, patkányok), de sokat tudatosan, tenyésztés, vadászat vagy más hasznosnak vélt cél érdekében telepítettek be. Az ausztráliai fajok azonban általában biológiai szempontból alacsonyabb fejlődési fokon álltak és sok esetben védtelennek bizonyultak a konkurenciával szemben. A betelepített állatok gyakran váratlan, robbanásszerű elterjedése időnként láncreakció jellegű változásokkal járt.
Ausztráliából származó fajok más kontinenseken Az ausztráliai őshonos fajok egy része nem csak sikeresen állt ellen a betelepített fajok konkurenciájának, hanem eljutott – általában emberi segítséggel – más kontinensekre is, és esetenként ott inváziós fajjá vált. Ez történt például Új-Zélandon az erszényes közönséges rókakuzu betelepítésével.
Növényvilág Ausztrália növényvilága összesen több mint szövetes növényből és mintegy alacsonyabb rendű, nem-szövetes növényből áll. A zuzmókat több mint 3000 faj képviseli, ezek már átvezetnek a gombák világához.