Несмотря на то, что климат пустыни Каракумы в Туркменистане достаточно суров, на ее просторах обитает множество различных видов животных. Здесь можно встретить ушастого ежа, ежа Брандта и зайца-толая, а также песчанок, тушканчиков и других грызунов. Большой балканский мышевидный хомяк — одно из многих млекопитающих, эндемичных для этого региона.
На данный момент корсак и шакал являются наиболее распространенными хищниками в пустыне Каракумы. Гораздо более редкие, но все же встречающиеся виды, типичные для пустынь Средней Азии: барханный кот, каракал и лисица фенек. Еще в сравнительно недавнем прошлом в пустыне Каракумы можно было встретить гепардов. Последние сведения о них относятся к 1960-м годам.
Образ двугорбого верблюда прочно ассоциируется с пустыней Каракумы. Однако на данный момент ученые не могут точно сказать, жил ли в этих местах ранее дикий предок одомашненных бактрианов, или же эти верблюды появились здесь вместе с человеком уже после одомашнивания.
В пустыне Каракумы обитает множество рептилий. Их насчитывается более 80 видов. Среди наиболее значимых видов можно назвать пустынного варана, европейскую прудовую черепаху, каспийскую черепаху, русскую черепаху, игральную змею, карликового песчаного удава или eryx miliaris и закаспийскую пилочешуйчатую гадюку. Есть также сцинки, гекконы, агамы, настенные ящерицы, европейская безногая ящерица, гадюки, крысиные змеи и слепая змея. Еще один местный вид – туркменский геккон.
Разнообразие видов птиц в пустыне Каракумы не столь обширно. Наиболее распространены здесь саксауловая сойка, змея, песчанка, жаворонки, пустынная ворона, пустынный и саксауловый воробьи. На северо-востоке Каракумов находится озеро Сарыкамыш, которое является местом обитания и гнездования многих водоплавающих птиц, в том числе пеликанов, лысух и бакланов.
