Większość Palearktyki leży w strefie klimatu zimnego i umiarkowanego, jedynie w południowej części – podzwrotnikowego.
Niezbyt bogata, jak na tak wielki obszar, fauna jest typowa dla poszczególnych stref klimatyczno-roślinnych, ułożonych równoleżnikowo – od tundry na północy, przez tajgę, lasy liściaste i zarośla wiecznie zielone, po stepy i pustynie na południu.
Najbardziej charakterystyczne gatunki zwierząt:
Gadów jest mało, a z płazów głównie występują ogoniaste. Z licznej gromady ptaków żyje tu niespełna 1000 gatunków i tylko jedna rodzina endemiczna – płochacze. Wśród ssaków są jedynie dwie endemiczne rodziny gryzoni: ślepcowate i selewinki. Wynika to z faktu, że większość zwierząt Palearktyki należy do rzędów i rodzin szeroko rozmieszczonych, których przedstawiciele zamieszkują głównie obszary tropikalne i subtropikalne.
Palearktyka wykazuje duże podobieństwo do Nearktyki i bywa łączona z nią w jeden region zoogeograficzny – Holarktykę. W epoce lodowcowej Eurazja miała połączenie z Ameryką Północną (most lądowy Beringa) i wiele gatunków zwierząt przewędrowało na sąsiedni kontynent (częściej z Palearktyki do Nearktyki niż odwrotnie): np. niedźwiedź brunatny (Ursus arctos – w Ameryce Północnej znany jako grizzly), wapiti (Cervus canadensis), bizon amerykański (Bison bison) i renifer (Rangifer tarandus – karibu).
