南极大陆的动物区系主要是纤毛原生动物门，包括5个目及29个种，属微型动物区系，如：草履虫、蓝管虫、尖毛虫、轮虫、线虫等。这些几乎全是无脊椎动物。节肢动物有112种，有50种是海豹或鸟身上的寄生虫，其中螨类是最大的种群。南极大陆的生态系统十分简单，生物在一年中的大部分时间呈冻结状态生存，夏季温暖湿润的时间很短，细菌、真菌及其他分解物对土壤形成或植物生长的作用十分微弱。这些菌类又是节肢动物的主要食物，节肢动物又被食肉的螨摄食。除了栖息岸边的海上动物外，螨类就是陆地上最高的食肉动物，可以称为“南极动物之王”
。南极大陆几乎没有高等动物，但海中的动物种类却很多。这些动物中有些常常在岸边栖息。其中主要的高等动物有海豹、海象、鲸、企鹅、鸟类、鱼类。海鸟很多，有45种，有代表性的企鹅，常栖息于海滨，大约有5000年的历史。其次有海燕、海鸥、信天翁等。哺乳动物中，海豹有8种，鲸目动物有12种，特别盛产蓝鲸、鲱鲸、驼背鲸等。外来的哺乳动物有驯鹿、老鼠、兔子、猫等。此外原生动物门约有500种，棘皮动物门有400种，蠕虫门有8种等。
南极海域的浮游动物很多，主要是像虾一样的甲壳类浮游动物。它们是哺乳动物的基本食物，仅磷虾就有50亿吨之多，估计目前可捕获量每年为1亿吨～15亿吨。