Североамериканские пустыни в силу специфики своего расположения, широких контактов с умеренными и тропическими биомами, большой пересеченности рельефа, включения горных неаридных систем имеют сравнительно богатую фауну, но многие представители ее не очень глубоко адаптированы к аридным условиям среды. Адаптации в полной мере наблюдаются лишь в нескольких локальных очагах равнинных пустынь — Мохаве, Соноры, Чиуауа, Невады.

Насекомые-фитофаги представлены саранчовыми, чернотелками, чешуекрылыми. Среди муравьев есть и хищники, и фитофаги. Муравьи рода Myrmecocystus обладают упомянутой выше адаптацией: они накапливают сладкий сироп от тлей в рабочих особях — "живых медовых бочках". Муравьи родов Logonomy-rmes, Veromessor — типичные семенояды.

Из разнообразных чешуекрылых следует упомянуть юкковую моль {Pronuba juccasella), которая симбиоти-чески связана с юккой. Взрослые бабочки питаются пыльцой юкки, опыляя ее, а затем откладывают яйца в завязь юкки и тем самым обеспечивают кормом будущих личинок.

Наиболее заметны в североамериканских пустынях, как и повсюду в аридных регионах, ящерицы. Внешне сходные с агамами, круглоголовками и ящурками восточного полушария американские ящерицы отнюдь не родственны им. Сходство облика в данном случае — яркий пример конвергентной адаптации к аналогичным условиям среды. Похожи на ящурок и занимают сходные местообитания ящерицы из семейства игуановых — Sceloporus и Crotophytus, а также ящерицы-бегуны из семейства тейид (Cnemidophoms). Жабовидные ящерицы (Phrynosoma), напоминающие внешне круглоголовок, и песчаные игуаны (Uma) быстро закапываются в песок в случае опасности. Большинство этих ящериц питается главным образом муравьями и другими мелкими насекомыми. Однако есть среди них и преимущественные фитофаги. Так, пустынная игуана {Dipsosaurus dorsalis) охотно поедает зеленые части эфемеров и сочные веточки суккулентов.

Змеи представлены в североамериканских пустынях в основном гремучниками (Crotalus), из которых рогатый гремучник наиболее приспособлен к песчаным местообитаниям. Характерны здесь норные грызуны — антилоповые суслики {Ammospermophilus), живущие колониями гоферовые (Geomyidae), ведущие роющий образ жизни, подобно слепышам, мошотчатые прыгуны {Heteromyidae), конвергентно сходные по внешности и образу жизни с тушканчиками восточного полушария, и скорпионовые хомячки (Onychomys), отличающиеся от остальных грызунов склонностью к энтомофагии.

В пустынных и, в большей степени, в полупустынных районах обитает своеобразное копытное — вилорог {Antilocarpa americana), выделяемый в особое монотипические семейство. Из хищных млекопитающих в пустыни широко проникает койот (Canis latrans).