以下、両生爬虫類（ウミガメ・ウミヘビを除く）・哺乳類（クジラ類を除く）・繁殖鳥類の順に動物相を紹介していきます。

　サワガニ類のように渡瀬線を分布境界線とする種は、両生爬虫類にもみられます（Ａ）。特にカナヘビ類は渡瀬線を分布境界線とする典型的な例といえます。トカラハブはトカラ列島南部に固有の種ですが、奄美大島産ハブから分化したことが示唆されており、この種も祖先が奄美諸島から陸伝いに北上し、渡瀬線を越えられなかった種だといえます。タカラヤモリもトカラ列島南部の固有種ですが、その起源についてはよく分かっておらず、宝島と小島にのみ生息し、小島のすぐ近くにある小宝島には別種アマミヤモリが生息しています。このような分布になった要因として、トカラ南部には２種とも生息していたが、各島の成立後に競争的排除が起こり、小島と宝島にはタカラヤモリが、小宝島にはアマミヤモリが生き残った可能性が指摘されています。このほか、中之島からはアカハライモリと思われる記録がありますが、再確認されていないことから、誤りであった可能性が指摘されています。
　一方、奄美諸島側から渡瀬線を越えて分布を北に拡げた種もみられます（Ｂ）。これらは主に海流に乗って漂流分散したものと考えられていて、逆に本土側から渡瀬線を越えて分布を南に広げた種はみられません。本土と奄美・沖縄諸島に自然分布する両生爬虫類としてヌマガエルがありますが、この種は間に位置する大隈諸島とトカラ列島には分布しておらず、第四紀のある時期にそれぞれ大陸から直接的に侵入してきたものと考えられています。
　人為分布と考えられる種は３種分布しています（Ｃ）。ブラーミニメクラヘビは単為生殖種で、植木などの土とともに人為的に運ばれた個体からクローンが発生し定着したと考えられます。

　トカラ列島に自然分布する哺乳類は本土系４種，琉球系１種で、本土系の３種は渡瀬線より北側だけに生息していますが（Ａ）、ほかのコウモリ類２種（Ｂ）は渡瀬線を越えて分布しています。ただしコキクガシラコウモリは、奄美諸島産を別亜種（亜種オリイコキクガシラコウモリ）に分類する見解もあります。クビワオオコウモリは琉球系の種ですが、ほかの亜種が与論島以南で繁殖しているのに対し、亜種エラブオオコウモリは遠く離れたトカラ列島と大隈諸島口永良部島が主要な繁殖地であり、奄美大島や徳之島には定着していないという、不思議な分布をしています。このほか、種類は不明ですが横当島でも小型コウモリが観察されています。
　人為分布と考えられる種は８種生息しています（Ｃ）。臥蛇島・平島・諏訪之瀬島・悪石島からは家ネズミ類の記録がありませんが、ニホンイタチはネズミ駆除のために放獣されたものなので、実際には何らかの種が分布していたものと思われます。ニホンイタチは益獣として放たれたものですが、在来の爬虫類や鳥類に深刻な影響を与えており問題となっています。口之島のウシは国内で唯一の野生化個体群で、野生化牛は世界的にも珍しく、日本在来牛の特徴を多く残していている点で貴重な個体群だといえます。
　宝島の大池遺跡（縄文時代前期）からは、現在生息していないイノシシの骨が出土しています。これが自然分布であるか人為分布であるかは明らかになっていませんが、北海道と伊豆諸島では縄文時代に人為的にイノシシが持ち込まれていたと考えられており、宝島も同様であった可能性があります。