Duża różnorodność ssaków, ptaków, ryb, płazów i gadów można znaleźć na pustyni Simpson, według eoearth. Obszar ten charakteryzuje się wyższym poziomem bioróżnorodności niż większość regionów Australii i suchych bliskość dużych terenów zalewowych.
Pustynia Simpson jest w stanie obsłużyć dużą liczbę dzikich zwierząt z powodu częstych powodzi. Powodzie pochodzą z pustyni, ale wpłyną do regionu. Powodzie mają tendencję do występowania w odstępach od 2 do 3 lat, co tworzy tymczasowe mokradła. Te tereny podmokłe są ważnymi terenami lęgowymi dla wielu gatunków ryb, a także domem dla ptaków, takich jak australijski pelikan, czarny łabędź i czapla.
Wiele zwierząt żyjących na pustyni Simpson jest nocnych, wykorzystując obniżone temperatury w nocy; aby uniknąć upału w ciągu dnia, zakopią się pod ziemią. Niektóre z tych nocnych zwierząt to między innymi bilby, mroczna mysz skacząca i włochaty dunnart.
