タロコ国立公園はその大部分が高山地形で、地勢は標高0メートルから南湖大山の3740メートルまで上昇し、その間を渓流が流れているところから地形の変化が極めて大きくなっています。公園内の植物分布は地形と気候の変化によって広葉樹林、混生林、針葉樹林、高原草原、ツンドラの順に変化し、非常に多様な植物が生息しています。森林の生態系が整っていて、気候の変化が大きいことから、ここに生息する野生動物は種も多様で数も豊富です。

哺乳類

今までの調査によると、タロコ国立公園には34種以上の哺乳類が生息しており、この数字は台湾に生息する陸上哺乳動物種の三分の一にあたります。南湖大山、中央尖山、奇來山群、太魯閣大山などの開発されたことのない森林が主な生息地です。
公園内の哺乳動物のうち、台湾の固有種としては、タイワンザル、タイワンモリネズミ、ニイタカネズミ属の高山白腹鼠(Niviventer culturatus)、タイワントゲネズミ(Niviventer coxingi)、ジネズミ属の台湾長尾鼩(Crociduta tadae )、ハタネズミ属のキクチハタネズミ(Microtus montebelli)、新たに発見されたイタチ科の台湾高山小黄鼠(Mustela formosana)の7種が生息を確認されています。台湾高山小黄鼠(Mustela formosana)は古代氷河期の遺存種だといわれています。

鳥類

タロコ国立公園内には144種以上の鳥類が生息していて、そのうち14種は台湾固有種です。中部東西横貫公路の大禹嶺から慈恩までの一帯に最も多く生息し、次いで陶塞渓谷と砂卡礑で多く見られます。よく見かける種類として、ルリチョウ(紫嘯鶇)、カワビタキ(鉛色水鶇)、ベニサンショウクイ(紅山椒)、クロガシラ(烏頭翁)、シロガシラ(白頭翁)、クロヒヨドリ(紅嘴黒鵯)、トラツグミ(虎鶫)、カンムリチドリ(冠羽畫眉)、チャバラオオルリ(黄腹瑠璃)、ゴシキドリ(五色鳥)などがあげられます。中、高海抜の山地ではアリサンヒタキ(栗背林鴝)、ズアカチメドリ(山紅頭)、キバラシジュウカラ(青背山雀)、イワヒバリ(岩鷯)、キンバネホイビイ(金翼白眉、台湾固有種)、ヤブドリ(藪鳥、台湾固有種)等が生息しています。

両生類と爬虫類

タロコ国立公園内には40種以上の両生類と爬虫類が生息していて、両生類は14種確認されています。この数字は台湾に生息する両生類の半数にあたります。ヒキガエルの仲間の盤古蟾蜍(Bufo bankorensis)、アオガエルの仲間のモルトレヒトアオガエル(莫氏樹蛙)、アカガエルの仲間の斯文豪氏赤蛙( Rona swinhoana)やサンショウウオを除いて殆どは標高1000m以下の湿った地域に生息しています。サンショウウオは氷河時代の遺存種でその生態はまだ明らかにされていないことがたくさんあります。

昆虫類

タロコ国立公園内では台湾固有種の蝶類が28種確認されています。中でもアゲハチョウはひときわ目を引きます。

タロコ国立公園には912種以上の昆虫が生息しています。そのうち蝶類は239種以上、台湾固有種はフトオアゲハ、アケボノアゲハ、タイワンジャコウアゲハ、ホッポアゲハ、ゴマダラシロチョウ、エサキキチョウ、オオシロオビクロアゲハ、イワヤマヒカゲ、ナガサワジャノメ、タイワンウラナミジャノメ、オオウラナミジャノメ、タイワンコムラサキ、タカサゴイチモンジ、タイワンキマダラ、エサキミドリシジミ、イチモンジミドリシジミ、ララサンミツオシジミ、ヒメシロシジミ、タカサゴミドリシジミ、ワタリカラスシジミ、キライザンチャバネセセリ、オオクロボシセセリ、キスジチャバネセセリ、甲仙緑蛺蝶(Euthalia hebe)、仁愛緑蛺蝶(Euthalia malapana)など28種確認されています。蝶類が最も多く観察される地域として、砂卡礑渓谷、蓮花池、陶塞渓谷などがあげられます。
蛾については現在までに340種以上発見されており、ヤママユガ科、スズメガ科、イボタガ科、シャクガ科、カギバガ科、オオカギバガ科、トガリバガ科、カレハガ科、シャチホコガ科、ドクガ科、ヒトリガ科、ヒトリモドキ科、ヤガ科の13科が生息しています。そのうち台湾固有種、亜種が108種を占め、新たに記録された種(亜種を含む)は12種。その比率の高さからも、この地域の蛾の生態のユニークさが伺え、実際には1000種以上が生息していると推定さてます。このほかに、ホタルが20種、水棲昆虫が120種、フンコロガシの仲間が45種確認されています。

魚類

立霧渓の本流とその支流砂卡礑渓、休督渓、陶塞渓、塔次基里渓等では17種以上の渓流魚類が発見されています。希少種のリストに入れられているオオウナギ、オオクチゴイ、タイワンドジョウなどの仲間がいます。文献の記載によると通し回遊するサケやマスの仲間が生息し、南湖渓と耳無渓でタイワンマスが発見されたとありますが、ダムができてからは生息が確認されていません。現在南湖渓でタイワンマスの放流、繁殖プロジェクトを進行中です。

甲殻類と貝類

近年の調査によると、タロコ国立公園内では蝦類が2科12種以上発見されています。テナガエビ科のものが12種と多く、大型で珍しいコツノテナガエビ(潔白長臂蝦)、ツブナがエビ(毛指沼蝦)なども確認されています。
立霧渓の主流とその支流では17種以上の渓流魚類が生息しています。カニ類は2課6種、イワガニ科のモクズガニ(日本絨螯蟹)、オオヒライソガニ(字紋弓蟹)、サワガニ科の扁足沢蟹(G.dolichopodes)、灰甲沢蟹(G.cinerea)、細足沢蟹(G.gracilipes)、太魯閣沢蟹(G.taroko)が確認されていますが、中でも一般にアオゲガニと呼ばれるモクズガニが最もよく見られます。
貝類は今までに希少種にあげられているマメシジミ科のハイイロマメシジミ(高山豌豆蜆)と立霧渓に生息するフネアマガイ(壁蜑螺)の二種が発見されています。