A pesar de que el clima del desierto de Karakum en Turkmenistán es bastante severo, muchas especies diferentes de animales viven en sus extensiones. Allí puedes conocer erizos de orejas largas, erizos de Brandt y liebres tolai, así como jerbos, jerbos y otros roedores. El gran hámster parecido al ratón de los Balcanes es uno de varios mamíferos endémicos de esta región.
Por el momento, el zorro corsario y el chacal son los depredadores más comunes en el desierto de Karakum. Especies mucho más raras pero aún encontradas típicas de los desiertos de Asia Central: el gato de arena, el caracal y el zorro fennec. En un pasado relativamente reciente, se podían encontrar guepardos en el desierto de Karakum. La información más reciente sobre ellos se remonta a la década de 1960.
La imagen de un camello bactriano de dos jorobas está fuertemente asociada con el desierto de Karakum. Sin embargo, por el momento, los científicos no pueden decir con certeza si el antepasado salvaje del bactriano domesticado vivió antes en estos lugares, o si estos camellos aparecieron aquí junto con humanos ya después de la domesticación.
Muchos reptiles viven en el desierto de Karakum. Hay más de 80 especies de ellos. Entre las especies más significativas podemos nombrar al monitor del desierto, el galápago europeo, la tortuga del Caspio, la tortuga rusa, la serpiente de dados, la boa de arena enana o eryx miliaris y la víbora escamosa transcaspiana. También hay eslizones, geckos, agamas, lagartos de pared, el lagarto sin patas europeo, víboras, serpientes rata y la serpiente ciega. Otra especie local es el gecko turcomano.
La diversidad de especies de aves en el desierto de Karakum no es tan extensa. Las aves más comunes aquí son el arrendajo saxaul, la serpiente de ganado, el pinzón de arena, las alondras, el cuervo del desierto, el desierto y los gorriones saxaul. En el noreste del Karakum, se encuentra el lago Sarykamysh, que es hábitat y lugar de anidación de muchas aves acuáticas, incluidos pelícanos, fochas y cormoranes.
