甘肃白水江国家级自然保护区位于岷山山系摩天岭北坡，动物区系为东洋界和古北界的交汇地带，区内西高、东低、地势落差极为明显，最高海拔4072米，最低海拔595米。特殊的地形地貌造就了物种的多样性、珍贵性。动物种类丰富，过渡性明显，垂直性显著，许多东洋界小型兽类仅分布在低海拔的东部地区，而大型兽类多分布在中高海拔区。低海拔地区的动物组成较中高海拔区的动物丰富，但珍稀经济价值高的兽类没有高海拔地区的丰富。东洋界种类占优势，区内485种中，东洋界占总数的46.04%；古北界占总数的35.40%；广布种占总数的18.56%；分别隶属32目98科273属，占甘肃脊椎动物总数的65.46%。

兽类7目28科59属77种，占全省兽类总种数178种和亚种的43.3%，占全国总种数509种的15.1%。其中东洋界和古北界分别为36种和25种，广布种两界16种。

鸟类16目43科130属275种，其中古北界109种，东洋界98种，广布种55种（属国家一级保护的雉鹑、绿尾虹雉、金雕等四种，二级24种，列入《中国候鸟保护协定》的47种）。

两栖动物2目8科14属28种，其中甘肃新记录8种，东洋界成份占总数的78.75%；古北界成份占14.28%；广布种占7.14%。代表种有大鲵、文县疣螈、北方山溪鲵。

爬行类7目11科23属37种，其中甘肃新记录2种，保护区新记录2种，东洋界成份占81%，古北界成份占14.28%，广布种占5%。

鱼类4目8科47属68种，占甘肃鱼类总科数的75%，总属数的70%，总种数的60%，甘肃新记录5种。代表种有中华鰟鮍、四川裂腹鱼。

蜘蛛类195种，隶属29科2亚目94属，其中新种11种，单性发现2种，省内新记录114种，东洋界47种，古北界36种，广布种为88种。代表有甘肃花蟹蛛、文花蛛、文县猎蛛。昆虫隶属32目，206科，1961属，2875种。

白水江国家级自然保护区有国家珍稀保护动物51种，属国家一级保护的动物大熊猫、金丝猴、羚牛、豹、绿尾虹雉、金雕等10种。二级保护动物41种，其中兽类15种，鸟类24种，两栖类2种，省级保护6种。这充分显示了白水江地区动物的丰富组成具有极高的保护价值、研究价值和观赏价值，是一处难得的生物基因库。