Безгръбначни – От разгледаните групи безгръбначни животни в ПП “Златни пясъци” и околносттите му са намерени 621 вида, които принадлежат към 3 типа, 6 класа, 22 разреда и 120 семейства. В зависимост от нивото на проучване установените таксони съставляват различен дял от фауната на съответната група в България. Досега от района са известни 37 вида мекотели, спадащи към 11 семейства и 3 разреда на подкласовете Prosobranchia (преднохрили охлюви) и Pulmonata (белодробни охлюви). При тях преобладават сухоземните форми. Предполага се, че са намерени над 50% от възможните видове мекотели. С най-много видове са представени семействата Clausiliidae и Zonitidae, следвани по численост от Helicidae и Hygromiidae. Класовете Hirudinea (пиявици), Crustacea (ракообразни), Arachnida (паякообраз¬ни) и Myriapoda (многоножки) са представени частично и твърде скромно, с не повече от 30-40% от възможния видов състав на разглежданите таксони. За оценка на разнообразието от насекоми са разгледани 9 разреда със средно и ниско видово богатство и 3 разреда с високо видово богатство. Разредите Blattaria (хлебарки), Mantodea (богомолки), Orthoptera (правокрили насекоми в тесен смисъл) и Dermaptera (ухолазки) се обединяват в групата Orthopterida (правокрили насекоми в широк смисъл). Групата Neuropterida (мрежокрили насекоми в широк смисъл) е представена от разред Neuroptera (същински мрежокрили насекоми). От твърдокрилите са включени около 150 вида но поради липса на точно локализирани находища (често се споменава Северното Черноморие или крайбрежието северно от Варна) е трудно да се прецени реалното видово разнообразие в района. Във водна среда протича част от жизнения цикъл на Odonata (водни кончета), Trichoptera (ручейници), някои Coleoptera (твърдокрили) и Diptera (двукрили). Разгледани са 133 вида двукрили, спадащи към 11 семейства. С повече видове са представени семействата Limoniidae и Tachinidae. Ентомофауната включва около 3.3% от българските диптери – твърде малко за разреда като цяло. Диптерната фауна не е изследвана и се допуска, че са установени под 15% от възможните видове. Проблем с точното локализиране на находищата има и при двукрилите насекоми. Установени са 6 вида безгръбначни животни, приети за световно значими – включените в списъците на IUCN. От европейско значимите таксони преобладават българските (14 вида) и балканските (12 вида) ендемити, видовете от Бернската конвенция (7), Директивата за хабитатите (6) и CORINE видовете (8). Национално значимите таксони са представени от преглациалните реликти и защитените в България (по 4 вида). Общият брой на консервационно значимите таксони е 44 (6.8%), част от които принадлежат към няколко категории. Броят им доказва важното консервационно значение на ПП “Златни пясъци” като защитена територия, обитавана от фаунистични комплекси с висока природозащитна стойност.
Земноводни и влечуги – От разгледаните групи гръбначни животни, обитаващи и вероятно обитаващи територията на парка и околностите му са включени 11 вида земноводни: 3 вида опашати и 8 вида безопашати; 19 вида влечуги: 3 вида костенурки, 10 вида гущероподобни и 6 вида змии. В процентно отношение групите земноводни и влечуги съставляват за земноводните 60 %, а за влечугите 53 % от установената фауна на тези групи за България. От земноводните, от общо установените 11 вида, всички са включени в приложение II, III на ЗБР, в ЧКБ е включена Сирийската чесновница, а Жабата дървесница в IUCN, като потенциално застрашен вид. От влечугите от общо установените 19 вида, 10 са в приложенията на ЗБР, Смока мишкар и Жълтокоремника в ЧКБ, а двата вида сухоземни костенурки в CITES. Трите вида костенурки са включени в IUCN, като шипобедрената костенурка е уязвим вид, а другите два вида са близко до застрашени. Други шест от видовете влечуги са включени в категорията „незначително повлияни”.
Орнитофауна – На територията на Природен парк “Златни пясъци” са установени 122 вида птици, наблюдавани през последните 45 – 50 години – 31.8 % от птиците установени за страната (Мичев, Янков, 1993). Гнездящите птици са 33.4 % от гнездящите в България видове (Нанкинов и кол., 2004). От тях 106 са защитени от българското законодателство. Понастоящем гнездящите птици на територията на Парка са 86 вида. От тях 72 вида са защитени. Постоянни са 46 вида от гнездящите птици, а прелетни са 40 вида. Местоположението на парка на Западночерноморския миграционен път на птиците е предпоставка по време на пролетна и есенна миграция да се наблюдават още 32 вида. Три вида от дневните грабливи птици са изчезнали от района. 45 вида от гнездящите и мигриращи през територията на парка птици са включени в Директива 79/409 на Съвета на Европейската икономическа общност за опазване на дивите птици.
Дребни бозайници – В ПП”Златни пясъци” са установени и описани 27 вида дребни бозайници, от които 7 вида насекомоядни и 20 вида гризачи. Дребните наземни бозайници срещащи се на територията на Природния парк представляват 64% от тази фауна за България. От дребните бозайници 7 вида са включени в ЗБР. Три от видовете (хомяците) са включени в ЧКБ в категория „редки”. Десет от видовете са включени в IUCN, а 12 в Бернската конвенция.
Прилепна фауна – Като постоянни елементи на прилепната фауна на ПП “Златни пясъци” със сигурност може да се счита Малкия подковонос(Rhinolophus hipposideros), Кафяво прилепче(Pipistrellus pipistrellus), Ръждив вечерник(Nyctalus noctula) и Пещерен дългокрил(Miniopterus schreibersii). Този видов състав, еднакво представен както от пещеролюбиви видове, така и от видове, предпочитащи горски хабитати, отразява богатството от подземни убежища, съчетано с богата и добре запазена горска растителност. Мигриращ вид тук е Натузиевото прилепче(Pipistrellus nathusii). Всички установени видове прилепи са под закрилата на националното законодателство и на редица международни конвенции, ратифицирани от Република България. Всички видове от род Pipistrellus са обект на закрила и от CITES (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Flora and Fauna)
Едри бозайници – Установени и описани за района на ПП”Златни пясъци” са 14 вида едри бозайници, от които 11 вида хищници и 3 вида чифтокопитни. Описаното видово разнообразие е 61% от едробозайната фауна на България. От едрите бозайници в приложения II, III на ЗБР са включени 4 вида, а в ЧКБ 3 вида (златка, пъстър и степен пор). Двата вида порове са в категория „застрашени” на IUCN, а дивата котка е включена в CITES.
