I Mammiferi
Senza dubbio gli animali più appariscenti, anche se non necessariamente i più facili da vedere, sono rappresentati dai grossi ungulati quali Cinghiale (Sus scrofa), Capriolo (Capreolus capreolus), Daino (Dama dama), Muflone (Ovis orientalis musimon). Le prime due specie sono predominanti e abbastanza uniformemente distribuite, grazie alla presenza diffusa di aree boscate alternate a coltivi di vario genere, mentre appaiono  numerosi ma particolarmente localizzati il muflone e il daino. Questi due grossi erbivori sono entrati in Val di Cecina soltanto intorno agli anni 70-80, per mano dell’uomo. Ma i grandi mammiferi non finiscono qui: una presenza di tutto rispetto è il prezioso Lupo (Canis lupus). Grazie alla ricchezza di prede selvatiche, questo grande carnivoro ha resistito, in Val di Cecina, anche se con bassissime densità, anche quando in tutta Italia era quasi ovunque estinto.

Tra i carnivori è rilevante anche la presenza della volpe e della donnola, mentre non hanno una consistenza numerica elevatissima la faina (Mustela foina), la puzzola (Mustela putorius), la martora (Martes martes) e il tasso (Meles meles). L’istrice (Hystrix cristata), specie africana che vede in Italia il margine settentrionale di distribuzione, ha invece densità notevoli (Barsacchi et all., 1986). Anche la lepre (Lepus europaeus), specie di notevole interesse venatorio, è presente e mostra una situazione diversificata in base alla presenza di ambiente idoneo.

La lista delle specie di mammiferi non si conclude certamente qui, basti pensare alle rare specie di pipistrelli e di vari micromammiferi che popolano i numerosi ambienti.

Gli uccelli
Una parte consistente della fauna della Val di Cecina, in evidenza grazie anche alla relativa facilità con cui si possono osservare, è costituita dagli uccelli, legati alla ricca varietà di ambienti e alla estrema variabilità del territorio. Da una indagine degli anni ‘90 sono risultate, soltanto tra le nidificanti, quasi 100 specie. Le zone a ridotta presenza antropica, e che sono caratterizzate da un vario mosaico ambientale sono quelle che supportano il più alto numero di specie.

Laddove si riscontrano ambienti rupestri, è possibile avvistare il passero solitario e il falco pellegrino; le zone più ampie del greto del Fiume Cecina ospitano invece l’occhione, specie fortemente minacciata in tutto l’areale europeo e il corriere piccolo; nelle piccole zone umide e paludose nidificano regolarmente folaga, gallinella d’acqua e germano reale. Durante un’escursione lungo i fiumi, non può mancare neanche l’avvistamento di alcuni ardeidi: dalla check-list degli uccelli della Val di Cecina, risultano presenti anche la nitticora, la sgarza ciuffetto, la garzetta, l’airone cinerino, l’airone rosso.

Degni di nota, nonché affascinanti ed eleganti cacciatori, sono alcuni rapaci quali il biancone, il falco pecchiaiolo e lo sparviere, la cui presenza è legata senza dubbio alle aree boscate indisturbate, come, ad esempio, le Riserve di Monterufoli - Caselli e Berignone. Altri rapaci molto diffusi la poiana, il gheppio e il nibbio bruno.

Nelle zone coperte da vecchi castagneti e da boschi maturi, non è difficile ascoltare ed individuare colorate specie quali il picchio rosso maggiore e il picchio muratore.

Tra le specie nidificanti di maggiore importanza, facendo riferimento alla loro rarità, in numero estremamente ridotto, troviamo: il tuffetto (Tachybaptus ruficollis) e, addirittura, il merlo acquaiolo (Cinclus cinclus).

Se qualcuno poi, è abbastanza curioso da mettersi ad ascoltare le voci della notte, noterà senza troppa difficoltà il canto degli affascinanti “rapaci notturni”: la civetta, il barbagianni, l’allocco, l’assiolo, il gufo comune.

Anfibi e Rettili
Non esiste una check-list ufficiale delle specie di rettili presenti ma ritroviamo in Val di Cecina una rappresentanza degna di nota delle specie italiane: la vipera, il biacco, la biscia dal collare, per nominare soltanto le più comuni. Raro, ma proprio anche per questo particolarmente importante, è il cervone (Elaphe quatuorlineata), un innocuo  colubride che può superare i due metri di lunghezza, preda di cinghiale e biancone: è incluso nella lista delle specie a più rigida protezione della Convenzione di Berna e nella cosiddetta “Direttiva Habitat”.

 E’ sottoposta a rigida tutela anche la ben nota testuggine terrestre (Testudo hermanni), particolarmente diffusa in Val di Sterza.

 Un lista ufficiale non esiste neanche per gli anfibi ma, oltre alle specie più frequenti di rane e rospi, è certa la presenza del tritone (Triturus vulgaris) e della salamandrina dagli occhiali (Salamandra terdigitata), segnalata a Monterufoli, legata a zone boscate e umide con folta lettiera. Caratteristica di quest’ultima specie,  endemica della penisola italiana, è il curioso comportamento minaccioso che assume in situazioni di pericolo: inarca al coda e alza gli arti per mostrare un colore bianco rosso brillante, per indicare all’eventuale predatore carni poco appetibili. Per la sua estrema rarità, dovuta anche alla particolarità dell’habitat che richiede, è inserita nella cosiddetta Legge Regionale n° 56 del 2000 sulla “biodiversità” ed è inserita tra le specie rigorosamente protette della Convenzione di Berna e nella Direttiva Comunitaria “Habitat”.

Pesci, Crostacei e….
Le acque sono popolate prevalentemente da  ciprinidi come carassi, carpe, cavedani, vaironi, viste le peculiarità dei corsi d’acqua della Val di Cecina, a carattere prevalentemente torrentizio, con limitate portate durante il periodo estivo. Non è da escludere, ma ancora non è stata accertata, la presenza di  salmonidi nei tratti di quei torrenti caratterizzati da una ottima qualità delle acque e da portate abbastanza consistenti anche durante l’estate (Trossa, Secolo). In passato i vari affluenti, nonché il Cecina stesso, erano ricchi dei preziosi gamberi di fiume (Austropotamobius pallipes) e di granchi: attualmente non si hanno conferme riguardo alla presenza di gamberi e la diffusione dei granchi è notevolemnte ridotta anche se ancora significativa in molti tratti.
… Altro
La lista degli invertebrati sarebbe di gran lunga la più nutrita ma mancano dati ufficiali sulle presenze specifiche. La ricca varietà di ambienti dà supporto a un numero elevato di  taxa, sia acquatici che terrestri, legati ad ambienti secchi e zone umide, a superfici boscate o a campi incolti. Un esempio che chiaramente illustra il valore di questa fauna, troppo spesso definita banalmente “minore”, è il cosiddetto “ragno volterrano” (Latrodectes tredecimguttatus): caratterizzato da 13 chiazze rosse che spiccano sul nero dell’addome, questa specie è strettamente affine alla famigerata vedova nera sudamericana e conosciuto per la sua fama di “velenoso”. Si consiglia comunque di visitare il territorio della Val di Cecina in primavera o estate quando le ricche fioriture o la rigogliosa vegetazione attraggono miriadi di visitatori: farfalle, coleotteri, api, cavallette, cicale ecc.