Datorită varietăţii mari de habitate terestre şi acvatice, fauna din Delta Dunării este reprezentată de 4.029 de specii (3.477 nevertebrate şi 552 vertebrate), iar flora, din 2.383 de taxoni. 70% din vegetaţia deltei este dominată de stuf (Phragmites australis), papura (Typha angustifolia), asociaţiile de Scirpetum şi de vegetaţia de stuf de pe plauri, potrivit informaţiilor oferite de Rezervaţia Biosferei Delta Dunării.
Delta Dunării găzduieşte, printre tot felul de specii rare, şi două plante carnivore. Una dintre ele este otrăţelul de baltă (utricularia vulgaris), o plantă care pluteşte, nefiind prinsă de fundul apei, iar floarea sa galbenă se ridică la suprafaţă. Otrăţelul de baltă are o tulpina scufundată, ce prezintă mai multe capcane sub forma unor săculeţi plini cu aer, prevăzuţi cu capace. Atunci când un animal mic, în general insectă, vine în apropierea capacului plantei, acesta se deschide brusc, aerul iese din sac şi apa absoarbe prada. Capacul se închide repede, iar victima va muri de foame, după care va fi digerată de plantă.
Aldrovanda este a doua plantă carnivoră din Deltă. Ea are frunze cu spini la margini, ca atunci când o insectă atinge frunza, aceasta se închide şi prinde victima ca într-o cuşcă.
O altă plantă ciudată este Noctiluca Miliaris. Pescarii de la Razim-Sinoe şi cei din Sfântu Gheoprghe povestesc că, în anumite perioade din an, dacă te scalzi noapte în unele zone din Marea Neagră sau din Razelm, când ieşi din apă eşti fosforescent. Deasemenea, valurile şi suprafaţa apei devin fosforescente. Fenomenul este cunoscut sub numele de „lumânarea de mare”.
În Deltă avem şi specii periculoase pentru om, cum ar fi celebrul păianjen Văduva Neagră, care atinge chiar şi şase centimetri lungime. Înţepătura lui poate fi mortală, dacă nu este tratată repede.
Şarpele rău este una dintre cele mai agresive specii din Deltă: este cel mai lung şarpe din Europa, ajungând până la 2 metri şi este specie protejată pe tot continentul nostru. El se hărneşte, în general, cu popândăi şi alte rozătoare, precum şi cu şopârle.
Un şarpe care este pe cale de dispariţie din Deltă, sau chiar a dispărut deja, este balaurul doborgean (Elaphe sauromates). El este cel mai mare şarpe constrictor din ţara noastră, iar în 2010 mai existau doar circa 10 exemplare.
În Delta Dunării nu sunt, însă, doar animale veninoase sau agresive, ci şi unele extrem de drăguţe, cum ar fi câinele enot (enotul sau bursucul cu barbă). Deşi seamănă cu un raton, el face parte din familia canidelor, alături de câini, vulpi, şacali şi multe alte specii. El este un animal nou în ţara noastră, prima semnalare a lui fiind din 1951.
Şacalul auriu este şi el un animal destul de nou în România, venit din zonele mai calde, precum Balcani sau Asia Mică, în jurul anilor 1929. Nu se ştie numărul exemplarelor pe teritoriul ţării noastre şi prin urmare, nu se ştie nici dacă ar trebui protejat sau nu.
În Deltă avem şi o specie de fluture imens, de noapte, denumit „ochi de păun”. Acesta are o anvergură a aripilor de 18cm.
Cea mai mică pasăre din România trăieşte în Deltă şi este „ochiul boului”, având cel mult 10cm lungime.
Şi să nu uităm nici de cele mai mici mamifere din Deltă, chiţcanii.