Mặc dù hầu hết lãnh thổ là bán khô hạn hoặc hoang mạc, song Úc sở hữu các môi trường sống đa dạng từ những bãi hoang núi cao đến rừng mưa nhiệt đới, và được công nhận là một quốc gia đa dạng sinh học siêu cấp. Do là lục địa có tuổi lâu năm, các hình thái thời tiết thay đổi cực độ, và cô lập lâu dài về địa lý, phần lớn quần thể sinh vật của Úc có sự khác biệt và đa dạng. Xấp xỉ 84% loài thú, trên 45% loài chim, và 89% loài cá ven bờ và vùng ôn đới là loài đặc hữu.[3] Úc là quốc gia có số loài bò sát lớn nhất thế giới, với 755 loài.[4]

Trong số các động vật nổi tiếng của Úc có các loài đơn huyệt (như thú mỏ vịt và thú lông nhím); một loạt loài thú có túi bao gồm kangaroo (chuột túi), koala (gấu không đuôi), và Vombatidae (gấu túi), và các loài chim như đà điểu châu Úc và chim bói cá kookaburra. Úc là nơi có nhiều loại động vật nguy hiểm, bao gồm một số loài rắn độc nhất trên thế giới.[5] Người Nam Đảo đưa chó Dingo đến Úc- giống người này trao đổi mậu dịch với thổ dân Úc- khoảng năm 3000 TCN.[6] Nhiều loài động thực vật bị tuyệt chủng ngay sau khi những người đầu tiên đến định cư,[7] bao gồm quần thể động vật cỡ lớn Úc (Australian megafauna); nhiều loài khác biến mất sau khi người châu Âu đến định cư, trong số đó có Thylacinus cynocephalus (sói túi).[8][9]