За видовото разнообразие на фаунистичните комплекси в парка определящо значение имат широколистните растителни съобщества, ниският процент открити паркови площи, както и степента на урбанизация. В Природния парк "Златни пясъци" се срещат два вида земноводни, 8 вида влечуги, 78 вида птици и 25 вида бозайници. Най-голям е делът на обитателите на горски насаждения.

Водните площи обуславят наличието на земноводни. Сред разнообразието от влечуги защитени са смок мишкар, голям стрелец, костенурки.

На територията на парка се срещат 78 вида птици, повечето типични горски обитатели. Най-често се срещат косове, дроздове, синигери, кълвачи, сойки обикновен мишелов и др. От хищните птици се срещат обикновен мишелов, голям ястреб, бухал, горска улулица и др. В постоянните водни площи се срещат зеленонога водна кокошка, зеленоглава патица, и др.

От бозайниците се срещат сърна, благороден елен, дива свиня, катерица, белка, заек и др. Сред защитените бозайници са таралеж, златка, прилепи.

Голямо е разнообразието от насекоми. Сред най-атрактивните са еленовият рогач, а по откритите площи - пеперудите лястовича опашка, адмирал, копривна пеперуда и др.

Побити камъни
В ЗМ ”Побити камъни” са установени над 300 вида безгръбначни и гръбначни животни. На международно ниво по силата на Бернската конвенция за опазване на дивата европейска флора и фауна са защитени 45 вида. Към тях се включват два вида земноводни, 10 вида влечуги, 9 вида бозайници и 24 вида птици.

Екологичните условията в скалните групи обуславят присъствието на 114 вида птици привързани към откритите сухи местообитания. От тях 55 вида са гнездещи, а останалите 59 вида са наблюдавани редовно или периодично по време на миграции и зимуване или при търсене на храна през размножителния период. В общ план 24 вида от цялата гнездова фауна на ЗМ ”Побити камъни” са в определена степен застрашени от изчезване в Европа. Сред тях е белоопашатият мишелов /Buteo rufinus/, чиято европейска популация е застрашена от изчезване, както и други 6 вида, чиито популации в Европа са сериозно уязвими – бухал /Bubo bubo/, турилик /Burhinus oedicnemus/, полската бъбрица /Anthus campestris/ и др.