A Mata Atlântica é um dos biomas mais ricos em biodiversidade do mundo sendo um dos 36 hotspots mundiais de biodiversidade, isto é, áreas de elevada riqueza de espécies, porém sob alto risco em função de pressões impostas pelo ser humano. Apesar disso, a Mata Atlântica constitui ainda a região com a maior riqueza de espécies de plantas e a segunda em número de espécies animais no Brasil, nesse caso atrás apenas da Amazônia. Por sua vez, em termos do número de espécies endêmicas da fauna (isto é, espécies cuja ocorrência é exclusiva de um dado bioma ou ecossistema), a Mata Atlântica possivelmente apresente a diversidade mais elevada.
A Mata Atlântica abrange um conjunto altamente diversificado de elementos da paisagem. Obviamente, as florestas abrangem os ecossistemas que mais se sobressaem ao longo da região. Entretanto, o bioma inclui ainda outras fisionomias, as quais abrangem desde os manguezais e restingas da faixa litorânea até os campos de altitude presentes nos picos mais elevados das serras. Cada um desses elementos da paisagem contempla elevada riqueza de espécies (tanto vegetais quanto animais), algumas amplamente distribuídas por toda a região, outras bastante restritas a um determinado ambiente ou localidade. Os campos de altitude, por exemplo, apresentam espécies endêmicas que incluem orquídeas, bromélias, insetos, anfíbios, répteis e até mamíferos. Algumas espécies aparecem ao longo dos campos de altitude em geral, porém outras são exclusivas de um determinado pico, sendo assim exemplos extremos de endemismo e, consequentemente, alvos importantes de conservação pelo risco que tais espécies sofrem de serem extintas.
No conjunto, todos esses padrões de distribuição de espécies e ecossistemas consistem nos fatores que estabelecem a Mata Atlântica como uma das regiões de maior diversidade biológica mundial. Na verdade, alguns autores afirmam que a Mata Atlântica consiste no bioma como o de maior biodiversidade de toda a Terra. As estimativas mais recentes afirmam que ocorrem, ao longo do bioma como um todo, mais de 300 espécies de mamíferos, 1000 de aves, 200 de répteis e 360 de anfíbios, além de inúmeros insetos e plantas. E esses números têm sido ampliados a cada ano, uma vez que descobertas de espécies ainda não descritas pela ciência têm sido constantes, tanto de pequenos organismos quanto daqueles de maior porte e mais conspícuos, aí se incluindo aves e até mesmo mamíferos como primatas.
A proteção da fauna da Mata Atlântica é fundamental e está diretamente relacionada à conservação do meio ambiente e até mesmo do modo de vida da sociedade como um todo. Sem a fauna, não ocorrem diversos processos ecológicos que fornecem importantes serviços ecossistêmicos ao ser humano, tais como a renovação da floresta pela polinização e pela disseminação de sementes. A floresta é essencial, por exemplo, para manter a qualidade e a disponibilidade de águas para abastecimento, para irrigação e para a geração hidrelétrica. Além disso, sem os organismos predadores pode ocorrer a proliferação descontrolada de diversas outras espécies que podem ser consideradas como nocivas ao homem, tais como insetos e roedores vetores de doenças, pragas agrícolas e outras. Desta forma, a proteção da fauna – e dos ecossistemas em que ela habita – são essenciais para o equilíbrio ambiental, Medidas importantes de proteção consistem na fiscalização da caça e da posse e comércio de espécies silvestres, no controle de atividade pesqueira, na realização de programas de educação ambiental e no licenciamento de empreendimentos geradores de impactos ambientais, além da criação e gestão de Unidades de Conservação da natureza, considerada como a principal estratégia capaz de garantir a proteção da biodiversidade. Estes projetos devem sempre ser realizados junto à população visando à conscientização da necessidade de preservar o meio ambiente e cuidar dos animais, estabelecendo limites e assim incrementando a criação de novas áreas de proteção ambiental em todos os municípios que fazem parte da Mata Atlântica.
No que se refere à legislação, a proteção da fauna está prevista em nível federal na Constituição pela Lei 5.197/67 e também pela Lei de Crimes Ambientais (9.605/98). Iniciativas de caráter global com desdobramentos de ação regional e local, como a Agenda 21, também são instrumentos de apoio para a proteção. Mas todos esses elementos dependem da vontade política, da conscientização, mobilização e participação dos cidadãos no conceito de sustentabilidade.