Maailman monimuotoisin luonto löytyy Brasiliasta: nisäkäslajeja on 524, lintulajeja 1800, matelijalajeja 500 ja sammakkoeläinlajeja 500. Kaikkien ryhmien, kuten hyönteisten, lajimäärää ei tunneta. Uhanalaisia lajeja on 202, joista 171:n asuinalue sijaitsee rannikkosademetsässä.

Brasiliassa elää noin 1800 lintulajia, eli noin 18 % koko maailman lajeista. Yli 1100 näistä elää Amazonin sademetsissä. Lajeista 250 on sellaisia, ettei niitä esiinny missään muualla. Maassa tavataan 80 kolibrilajia, 70 papukaijalajia ja 21 tukaanilajia.

Käärmeitä löytyy noin 250 eri lajia, 70 niistä myrkyllisiä. Maassa tavataan miljoonia hyönteislajeja ja siellä on myös eniten sammakkoeläinlajeja maailmassa.

Sademetsissä eläviä nisäkkäitä ovat esimerkiksi jaguaari, joka on Etelä-Amerikan suurin kissaeläin, vesisiat, kauriit ja tapiirit.  Muita sademetsän eläimiä ovat jättiläiskäärmeet, vampyyrilepakot, jättilierot ja lehdenleikkaajamuurahaiset.[36] Mangrovemetsissä eläviä eläimiä ovat esimerkiksi hyppyravut ja mangroveravut.

Brasilian savannin eli cerradon asukkeja ovat esimerkiksi seebut, harjasudet, isomuurahaiskarhut ja nandut. Seebut ja muut nautaeläimet ovat ihmisen mukanaan tuomia, sillä alun perin cerradoilta puuttuivat suuret nauta-, antilooppi- ja kengurulaumat ja niiden vastineet.

Pääosin Brasiliassa sijaitseva Pantanal on maailman suurin tulvatasanko, jonka eläimistö on erittäin runsas: alueella elää 30 miljoonaa alligaattoria, paljon lintuja, kuten haikaroita, sekä satoja kalalajeja. Pantanal on myös maailman suurimman haikaralajin jabirun (Jabiru mycteria) esiintymisalue.