В биологическом разнообразии Омской области преобладают беспозвоночные (более 90%). Их перечень включает в себя более 4000 видов.
В перечень беспозвоночных, встречающихся в Омской области, входят простейшие, губки, черви, моллюски, ракообразные и паукообразные.
Самую многочисленную группу составляют насекомые: саранчовые, стрекозы, бабочки, жуки, двукрылые, перепончатокрылые.
Около 10% всех видов беспозвоночных Омской области относятся к редким.
Из позвоночных животных в Омской области встречаются 24 вида рыб, земноводных и пресмыкающихся - 11, птиц - около 300, млекопитающих - 72, входящих в состав 6 отрядов и 17 семейств, в том числе насекомоядных 3 семейства - 11 видов, рукокрылых 1 семейство - 6 видов, зайцеобразных 1 семейство - 2 вида, грызунов 6 семейств - 32 вида, хищных 4 семейства - 17 видов, парнокопытных 2 семейства - 4 вида.
Из земноводных в Омской области обитают обыкновенный тритон, лягушки, жабы и др. Имеются также немногочисленные рептилии (ящерица прыткая и живородящая, уж обыкновенный, гадюка).
Богат и разнообразен класс птиц. Среди них - глухарь обыкновенный, тетерев обыкновенный, рябчик, белая и серая куропатки, журавли, кулики, водоплавающие (лебеди, утки, гуси, крохали, лысуха), выпь, серая цапля. В Омской области обитает 21 вид дневных хищников (пустельга, кобчик, ястреб-перепелятник, лунь, коршун, беркут, степной орел и др.) и 10 видов сов. Отряд воробьиных насчитывает до 50 видов (ворон, грач, галка, серая ворона, сорока, воробьи, жаворонки, трясогузки, синицы, ласточки, скворцы и др.).
Ихтиофауна Омской области представлена озерно-речными видами рыб.
В настоящее время в реке Иртыш (протяженность в границах Омской области 1132 км) отмечены виды рыб следующих семейств: осетровые (осетр, стерлядь), лососевые (нельма), карповые (язь, лещ, плотва, елец, карась и др.), щуковые (щука), окуневые (окунь, судак, ерш), тресковые (налим), из класса круглоротых встречается минога.
Такие виды рыб, как лещ и судак, являются вселенцами. Они были акклиматизированы в Усть-Каменогорском и Бухтарминском водохранилищах и, благодаря высокой экологической пластичности, достигли в бассейне реки Иртыш промысловой численности.
В разных природных зонах Омской области своеобразные условия существования, поэтому каждую из них населяет свой комплекс животных.
В лесной зоне, например, обитают белка обыкновенная, заяц-беляк, колонок, горностай, соболь, лось, бурый медведь, росомаха, рысь; из птиц - глухарь обыкновенный, тетерев обыкновенный, рябчик, клест, кедровка и др. Богатые кормовые и защитные угодья тайги создают благоприятные условия для жизни животных круглый год, поэтому в отличие от других зон Омской области здесь нет резких сезонных изменений в составе населяющих ее животных.
Зона лесостепи отличается смешанным составом животных. Для нее характерно сочетание лесных, луговых, степных видов, таких как заяц-беляк, заяц-русак, горностай, куница лесная, степной хорь, барсук, волк, корсак, лисица, колонок, косуля, разные виды бурозубки, полевки и др. Небольшие водоемы создают прекрасные условия для обитания водоплавающих птиц - лысух, поганок, уток, лебедей.
Комплекс животных травянистых степей включает в себя барсука, суслика, сурка, тушканчика, зайца-беляка, зайца-русака, лисицы, косули сибирской, перепела, куропатки, стрепета, водоплавающих птиц и других многочисленных видов.