В высокогорных областях Казахстана разнообразна не только растительность, но и животный мир. Он гораздо богаче, чем в соседних природных зонах. В алтайских черневых лесах обитает много видов животных сибирской тайги — бурый медведь, кабарга, сибирская косуля, солонгой, белка-летяга, рысь. В лиственных и хвойных лесах живет бурундук, во всех поясах гор встречается архар. Сохранились колонок, соболь, каменная куница, а в Южном Алтае встречаются маралы и росомахи. В альпийском поясе много алтайских сурков, на скалах обитает горный козел-теке. Изредка встречается снежный барс. Из птиц в лиственных лесах и кустарниках обитают тетерев-косач, в хвойных лесах — глухарь и рябчик, в альпийском поясе — белая и тундряная куропатки, алтайский улар (горная индейка). Над вершинами гор парят горный беркут и орел-бородач. Животный мир Джунгарского Алатау также имеет смешанный характер. В низкогорной части живут те же виды, что и на окружающих подгорных равнинах, а в лесах обитают бурый медведь, рысь, заяц-беляк, волк, лисица, марал.
В высокогорье, кроме диких козлов и баранов, немало сурков. Многие виды птиц здесь такие же, как на Алтае и в Северном Тянь-Шане. Но появляются и новые — например, большой пестрый дятел, белошапочная овсянка, большая синица, земляной дрозд. Животный мир Тянь-Шаня разнообразен, но менее богат, чем на Алтае. Здесь нет кабарги, рыси, росомахи, белок, глухарей, рябчиков. В лесном поясе водятся косуля, кабан, отчасти — куница-белодушка и медведь тяньшанский. На альпийских лугах многочисленны колонии сурка байбака. Ближе к границе с вечными снегами обитают горные козлы, архары и их преследователи — снежный барс и волк. Крупный ловкий хищник снежный барс водится и на Алтае, и в Джунгарском Алатау. Но его численность очень быстро сокращается, и он находится под охраной. Из птиц характерны — кеклик (горная куропатка), фазан и гималайский улар. Они стали редкими, и охота на них запрещена. По берегам горных речек, где сыро и холодно, держится синяя птица.
В предгорьях Западного Тянь-Шаня встречается индийская райская мухоловка, в арчевых кустарниках — арчевый дубонос, гималайская синица. На недоступных скалах гнездится бородач.