A fauna de Socotra é fascinante, com a ilha abrigando 225 espécies de aves, 6 das quais são endêmicas (pardal-de-socotra, cisticola-de-socotra, estorninho-de-socotra, beija-flor-de-socotra, toutinegra-de-socotra e a raríssima escriba-de-socotra).

A ilha também serve de refúgio para muitas aves migratórias e reprodutoras, de mais de 45 espécies, como flamingos, garças-vaqueiras, garças-reais e gaivotas.
Uma parte muito visível da população de aves é o abutre-do-egito, com Socotra apresentando a maior densidade populacional já registrada no mundo.
Existem 190 espécies de borboletas e 600 espécies de insetos, ambas com alta proporção de espécies endêmicas (aproximadamente 90%).
A fauna de répteis também é muito rica, com 19 das 22 espécies consideradas endêmicas.
Cabras, ovelhas, vacas e camelos domésticos são comuns em toda a ilha. Morcegos são os únicos mamíferos nativos da ilha, e alguns sortudos conseguem avistar os esquivos gatos-de-algália que percorrem a ilha em busca de presas.
O mundo marinho de Socotra apresenta uma mistura de espécies de diferentes regiões biogeográficas (Oceano Índico Ocidental, Mar Vermelho, África Oriental e a região mais ampla do Indo-Pacífico). Apesar de ser um pequeno arquipélago, a ilha de Socotra abriga mais de 730 espécies de peixes costeiros, 230 espécies de corais duros (cinco delas endêmicas) e 30 espécies de corais moles. Além disso, possui 300 espécies de crustáceos (nove delas endêmicas), 490 espécies de moluscos e 230 espécies de algas. Tartarugas marinhas fazem seus ninhos no norte da ilha e um caranguejo de água doce endêmico, o Potamon socotrensis, é comum nos riachos.