La importancia de las aves marinas posibilitó la declaración de las islas Cíes como ZEPA (zona de especial protección para las aves), por parte del Estado español y de la Comunidad europea.

La especie más abundante en el parque natural es la gaviota patiamarilla (Larus cachinnans), con 22000 parejas reproductoras que constituyen la colonia mundial más numerosa. Es muy parecida a la gaviota argéntea (Larus argentatus), pero se diferencia principalmente por el color amarillo de sus patas (de ahí su nombre).

Con 1000 parejas reproductoras en el archipiélago, el cormorán moñudo (Phalacrocorax aristotelis), es la colonia más importante del suroeste europeo.

En las Cíes crían también, de manera muy localizada, algunas parejas de gaviota oscura (Larus fuscus) y también paiños (Hydrobates pelagicos), ambas especies escasas en la Península Ibérica. También se encuentran otras especies de aves como el alcatraz (Morus bassanus), azor (Accipiter gentilis), colimbo ártico (Gavia arctica), halcón peregrino (Falco peregrinus), pardela pichoneta (Puffinus puffinus), gaviota reidora (Larus radibundus), arao común (Uria aalge) -que conserva en el archipiélago una escasa representación no reproductora-, etc. Gran cantidad de pájaros nidifican, hibernan o descansan de sus viajes migratorios en estas islas.

Entre los mamíferos silvestres, nos encontramos con conejos (Oryctolagus cuniculus), erizos (Atelerix algirus) y, ocasionalmente, alguna nutria (Lutra lutra). Entre los reptiles cabe destacar el escáncer de cinco dedos (Chalcides bedriagai), el lagarto arnal (Lacerta Lepida), la lagartija (Lacerta hispanica) o pequeñas culebras todas inofensivas y no venenosas. Los animales anfibios son infrecuentes.