Una grande varietà di mammiferi, uccelli, pesci, anfibi e rettili può essere trovata nel deserto dei Simpson, secondo l'eoearth. L'area ha un più alto grado di biodiversità rispetto alla maggior parte delle regioni aride australiane a causa di la sua vicinanza a grandi pianure alluvionali.
Il Simpson Desert è in grado di supportare una vasta gamma di animali selvatici a causa di frequenti alluvioni. Le alluvioni hanno origine fuori dal deserto, ma fluiranno nella regione. Le alluvioni tendono a verificarsi in intervalli di 2-3 anni, il che crea zone umide temporanee. Queste zone umide sono importanti basi di riproduzione per molte specie di pesci, nonché una casa per uccelli come il pellicano australiano, il cigno nero e l'egretta.
Molti animali che vivono nel deserto dei Simpson sono notturni, approfittando delle temperature abbassate durante la notte; per evitare il caldo durante il giorno, scaveranno sottoterra. Alcuni di questi animali notturni includono il bilby, il topo oscuro che salta e il dunnart dai piedi pelosi.