Sa mạc Patagonian là nơi sinh sống của các loài động vật như mara biển Patagonian, viscacha đồng bằng và cáo xám Nam Mỹ. Cáo xám Nam Mỹ là sinh vật sống nói chung, vì vậy nó được tìm thấy ở nhiều loại môi trường sống, bao gồm cả sa mạc. Những động vật ăn tạp về đêm này tiêu thụ bất cứ thức ăn nào chúng có thể tìm thấy, bao gồm thỏ, động vật gặm nhấm, quả mọng, hạt, trứng và côn trùng.
Một trong những loài quan trọng nhất ở sa mạc Patagonian là guanaco, một loài động vật có vú giống lạc đà có liên quan đến lạc đà không bướu và alpacas. Thích nghi tối ưu cho môi trường sống mở với khí hậu khắc nghiệt, guanacos là trình duyệt tiêu thụ nhiều loài thực vật. Mặc dù là động vật đặc trưng của sa mạc, nhưng guanacos cũng sống ở thảo nguyên và môi trường sống của cây bụi.
Mara biển Patagonian là một loài ăn cỏ, chủ yếu ăn cỏ. Mặc dù thành phần chính xác của khẩu phần ăn của mara thay đổi tùy theo từng địa điểm, nhưng Khoa Động vật học của Đại học Michigan lưu ý rằng cỏ chiếm khoảng 70% khẩu phần ăn của nó bất kể khu vực nó sống. và đo chiều dài khoảng 28 inch.
Trứng cá núi phía nam sinh sống trên sa mạc cũng như môi trường sống trên núi. Trứng cá núi là động vật ăn cỏ ban ngày chủ yếu tiêu thụ lá cây. Trứng cá là loài leo núi cừ khôi và chúng tìm thấy nhiều thức ăn ngay trên mặt đất.
