Морская биота региона произошла от представителей Индийского и Тихого океанов, попавших в Карибское море до возникновения Панамского перешейка около 4 млн лет назад.[1] В Карибском море обитают примерно 450 видов рыб[41], в том числе акулы (акула-бык, тигровая акула, шёлковая акула и карибская рифовая акула), летучие рыбы, морские дьяволы, оранжевоплавничный хирург (Acanthurus bahianus), рыба-ангел (Pomacanthus), глазчатая рыба-бабочка (Chaetodon ocellatus), рыбы-попугаи, групер-голиаф (Epinephelus itajara), тарпон и мурены. Во всём Карибском регионе производится промышленный вылов лангустов, сардин (у берегов Юкатана) и некоторых видов тунцов. Альбулевые, барракуды, марлины и ваху популярны у рыбаков-любителей.[1]
Млекопитающие Карибского региона представлены 90 видами[37], встречаются кашалоты, горбатые киты и дельфиновые. У острова Ямайка обитают тюлени и американские ламантины.[3] Обитавший ранее в регионе карибский тюлень-монах считается вымершим; под угрозой вымирания находится представители родного для региона семейства щелезубов.
Рептилии Карибского региона представлены 500 видами (94 % эндемиков)[37]. На островах обитают несколько эндемичных видов циклур, широко распространён острорылый крокодил. В регионе представлены несколько видов морских черепах: Trichechea spp., логгерхед (Caretta caretta), зелёная черепаха, бисса, кожистая черепаха, атлантическая ридлея (Lepidochelys kempii) и оливковая черепаха (Lepidochelys olivacea).[42] Некоторые виды находятся под угрозой вымирания[43], их популяция, по оценкам исследователей, сильно уменьшилась с XVII века — число зелёных черепах снизилось с 91 млн до 300 тыс. особей, а бисс — с 11 млн до менее чем 30 тыс. к 2006 году.[44]
Все 170 видов амфибий, обитающие в регионе, являются эндемичными. Ареалы практически всех представителей семейств жаб, древолазов, квакш и свистунов ограничены каким-либо одним островом.[37]
В Карибском регионе зарегистрировано 600 видов птиц, 163 из которых эндемичны для региона, например, тоди, кубинский шилоклювый дятел и пальмовый чекан. Из эндемиков 48 видов находятся под угрозой вымирания: пуэрториканский амазон, кубинский погоныш, кубинский крапивник и др.[37] Антильские острова наряду с Центральной Америкой лежат на пути миграции птиц из Северной Америки, поэтому размеры популяций птиц подвержены сильным сезонным колебаниям. В лесах водятся попугаи, сахарные птицы и туканы, над открытым морем можно встретить фрегатов и фаэтонов.