En los diferentes ecosistemas de la comarca del Matarraña encontramos una rica y diversa variedad de especies. En el caso del Macizo de los Puertos de Beceite, asociar la figura de la cabra hispánica (Capra pyrenaica hispanica) a los mismos ha llegado a convertirse en un tópico.

Los cortados y roquedos de esta área favorecen la presencia y nidificación de las grandes rapaces. El incremento de las poblaciones de buitres (Gyps fulvus) ha sido notable en los últimos años. Esta especie, de hábitos necrófagos, ha encontrado en las cercanías de la Umbría de Valderrobres (observatorio del Mas de Buños) uno de sus principales lugares de concentración. Entremezclada con los grandes bandos de buitres, podemos observar también la blanca silueta de los alimoches (Neophron percnopterus).

El águila real (Aquila chrysactos) es otra de las especies que prefiere los roquedos para nidificar, aunque no desecha realizar algunos nidos en arbolado. El espacio que utiliza durante el día el águila real, lo ocupa durante la noche el búho real (Bubo bubo), gran rapaz nocturna que posee una fuerza y capacidad innatas para la caza, sólo comparables a la anteriormente citada. Otra de las rapaces más ligadas a los cortados es el halcón peregrino (Falco peregrinus), así como la chova piquirroja (Pyrrhocorax pyrrhocorax), que encuentra numerosos lugares en donde nidificar: cortados, cuevas, simas, etc.

El águila perdicera (Hieraaetus fasciatus), una de las especies cuyas poblaciones se encuentran más amenazadas actualmente en Aragón, posee una importante presencia en la cuenca del Matarraña, especialmente en el valle medio. El águila culebrera (Circaetus gallicus) es otra de las rapaces que podemos contemplar en este territorio durante los meses que permanece en el mismo.

En cuanto a los reptiles, debemos destacar la víbora hocicuda (Vipera latasti), que reduce su presencia al sector de los Puertos. En los pinares densos desarrolla su actividad el jabalí (Sus scrofa) cuya población ha experimentado un notable incremento en los últimos años. Una de las especies más esquivas del bosque de coníferas es el gato montés (Felis sylvestris).

Entre las masas forestales encuentran refugio y hábitat adecuado para su supervivencia otras especies como la ardilla roja (Sciurus vulgaris), la gineta (Genetta genetta), aves como el piquituerto (loxia curvirostra) y rapaces como el búho chico (Asio otus), el azor (Accipiter gentilis) y el gavilán común (Accipiter nisus).

Las riberas y cauces fluviales presentan una gran diversidad de aves y una especial riqueza piscícola. En las cabeceras de los ríos, donde la calidad de las aguas es alta, destacan el mirlo acuático (Cinclus cinclus), la trucha común (Salmo trutta) y el cangrejo de río autóctono. En la actualidad, la cabecera del río Matarraña constituye uno de los escasos refugios del cangrejo de río en Aragón.

La nutria (lutra lutra) es otra de las especies más simbólicas de la cuenca del Matarraña. Su vida está estrechamente ligada al agua y sus poblaciones gozan de una relativa estabilidad.