Ir tūkstošiem sugu, kas ir endēmiskas Austrālijai (nekur citur nav atrastas). To var saistīt ar kontinenta ģeogrāfisko izolāciju — tas ir visizolētākais no kontinentiem, un cittautieši to atklāja tikai 1606. gadā. Līdz Suecas kanāla celtniecībai Austrālija bija vienīgais kontinents, ko nesavienoja. zemi uz citiem kontinentiem. Austrālija ir bijusi izolēta no citiem kontinentiem, kopš tā pirms aptuveni 40 miljoniem gadu atdalījās no Antarktīdas.
Slavenākās Austrālijas endēmiskās sugas ir marsupial fauna. Marsupials ir zīdītāji ar atšķirīgu izcelsmi un anatomiskām atšķirībām no placentas zīdītājiem, tostarp zemāka ķermeņa temperatūra, agrīna piedzimšana, placentas trūkums un dažādi dzimumorgāni. Tajos ietilpst zālēdāji, piemēram, koala, vombats, žurkas ķengurs, valabijs un slavenais ķengurs, visēdājs bandicoot, Sugar Glider, marsupial mols un dažādas valabijas, gaļēdāju quoll, Kowari, numbat, mulgara, antechinus un daudzi citi. Kopumā Austrālijai ir endēmiskas 224 marsupial sugas. Marsupials Austrālijā ir pilnībā pārvietojis placentu.
Citas Austrālijai endēmiskas sugas ir monotrēmi, neparasti zīdītāji savā kategorijā. Viņiem ir pat lēnāka vielmaiņa nekā marsupialiem, lai gan tiem ir visas standarta zīdītāju īpašības, piemēram, mati un spēja slaukt mazuļus. Monotrēmas ietver četras ehnidu sugas un pīļknābi, ko uzskata par vienu no neparastākajiem dzīvnieku valsts pārstāvjiem. Pīļknābis ir aprakstīts kā pīļknābis, bebrastes un ūdra pēdas. Tā pakaļkājā ir indīgs spurts, un tas dēj olas, kas ir viens no vienīgajiem zīdītājiem, kas to dara. Monotrēmi daudzus gadus bija slikti izprasti, tos uzskatīja par “primitīvākiem” zīdītājiem. Tie evolucionāri atdalījās no citiem zīdītājiem pirms aptuveni 150 miljoniem gadu, visu laiku dinozauru laikmetā.
Ir daudzas citas Austrālijai endēmiskas sugas, lai gan visslavenākie ir marsupials un monotrēmi. Austrālijā aptuveni 83% zīdītāju ir endēmiski, 89% rāpuļu, 90% zivju un kukaiņu un 93% abinieku. Tur mīt slavenais emu, ar strausu saistīts nelidojošs putns, un tas ir atrodams Austrālijas ģerbonī. Kontinentā ir daudz endēmisko papagaiļu sugu. Sālsūdens krokodils, lielākais no visām dzīvajām krokodilu sugām, ir sastopams Austrālijas ziemeļos, taču to var atrast arī Dienvidaustrumāzijā. Saldūdens krokodils, daudz mazāka suga, ir endēmiska Austrālijas ziemeļdaļā.