Quanto à fauna, o Douro Internacional constitui uma das zonas mais importantes no contexto nacional, e mesmo internacional, tendo sido integrada na lista dos Biótopos CORINE e proposta para classificação como zona especial de conservação e de proteção especial. As aves são o grupo mais emblemático da área devido à quantidade de espécies comparativamente a outras áreas do interior do país. Estão confirmadas 60 espécies nidificantes até ao momento. Salientam-se as aves rupícolas, ou seja, as que utilizam os afloramentos rochosos para nidificar. São os casos da cegonha-preta, do abutre-do-Egito, do grifo, da águia-real, da águia-de-bonelli, da falcão-peregrino, do andorinhão-real, do chasco-preto, do bufo-real e da gralha-de-bico-vermelho. Existem importantes manchas de bosque e matos de vegetação autóctone que constituem o refúgio de diversa aves, destacando-se as populações de milhafre-real, de açor, e de pega-azul. Por outro lado, as zonas de aproveitamento agropecuário incluídas no Parque Natural são extremamente importantes como área de alimentação das populações de aves necrófagas e predadoras que nidificam nas arribas.A inclusão de áreas planálticas e montanhosas permite a ocorrência de uma população de mamíferos rica e diversificada onde se destacam o lobo, a lontra, o gato-bravo e o corço. Salienta-se ainda o grupo dos quirópteros como o morcego-de-peluche, o morcego-de-ferradura-grande, o morcego-de-ferradura-pequeno, o morcego-rato-grande, assim como os micromamíferos toupeira-de-água e o rato de Cabrera. Por último, refiram-se também os répteis e os anfíbios, grupos que detêm uma elevada representatividade relativamente ao número total de espécies em Portugal e na Península Ibérica. É de assinalar a ocorrência dos seguintes endemismos ibéricos: cobra-de-pernas-de-cinco-dedos, cágado-de-carapaça-estriada, tritão-de-ventre-laranja, sapo-parteiro-ibérico e rã-de-focinho-pontiagudo.
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| Águia Real |
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| Tritão de ventre cor-de-laranja |
