Mai mult de 1960 de specii de animale au fost descoperite în Marea Neagră. Aceste animale includ multe specii mediteraneene despre care se crede că nu se pot adapta complet la condițiile de viață din Marea Neagră.
Peștii și mamiferele se deplasează activ din Marea Marmara în Marea Neagră. Unele dintre ele rămân în aceasta, păstrându-și capacitatea de reproducere, în timp ce altele intră doar pentru o perioadă de timp pentru a găsi hrană și apoi se întorc în Marea Marmara pentru a se reproduce. În Marea Neagră există aproximativ 180 de specii de pești: macrou, rechin cu vârful negru, rață, pește-dragon, pește-leu mare, peștele-furtună și trei specii de delfini. Până în a doua jumătate a secolului al XX-lea, în Marea Neagră trăiau și foci călugărițe pe cale de dispariție.
Organismele marine planctonice care nu pot înota sunt transportate de curenți. Acestea sunt introduse prin curenții din strâmtoarea Bosfor, după care majoritatea se îndreaptă spre suprafața apei. Ca urmare, acestea sunt dispersate în diferite părți ale mării. În Marea Neagră, fauna de pe fundul mării care provine din Marea Mediterană ocupă treptat întreaga suprafață a platoului.
Deoarece temperatura din Marea Neagră este relativ mai scăzută decât cea din Marea Mediterană, locuitorii mediteraneeni care preferă să stea în frig s-au stabilit acolo, cum ar fi speciile de origine nord-atlantică. De exemplu, dintre bureții marini care trăiesc în Marea Neagră, 82,8% provin din Atlanticul de Nord și doar 17,2% sunt endemici pentru Marea Mediterană.
Aproximativ 20% din fauna mediteraneană a migrat și s-a stabilit în Marea Neagră. În prezent, tranzitul animalelor mediteraneene în Marea Neagră continuă. Noi specii imigrante din SUA, Europa de Vest, Japonia și alte zone de coastă sunt descoperite în mod constant.
Ecosistemul Mării Negre adăpostește numeroase crustacee. Dintre cele aproximativ 90 de specii de crustacee, principala specie este midia Mării Negre (Mytilus galloprovincialis), care trăiește într-o varietate de biotopuri stâncoase, de la stânci de suprafață până la adâncimi de 50-60 de metri. Această midie este unul dintre cei mai activi filtratori ai apei de mare care trece prin filtrul său brahial, prinzând planctonul și detritusul cu care se hrănește. Populația sa a înregistrat un declin sever ca urmare a deschiderii lanțului alimentar în ecosistemul Mării Negre și a introducerii unor specii invazive precum racul (Rapana thomasiana).
Ecosistemul Mării Negre adăpostește numeroase crustacee. Dintre cele aproximativ 90 de specii de crustacee, principala specie este haliota neagră (Mytilus galloprovincialis), care trăiește în diferite biome stâncoase, de la suprafața rocilor până la adâncimi de 50-60 de metri. Această midie este unul dintre cei mai activi filtratori: prin filtrul său bronșic, prinde planctonul și resturile din care se hrănește midia. Din cauza deschiderii lanțului trofic în ecosistemul Mării Negre și a introducerii de specii invazive (cum ar fi Rapana thomasiana), populația sa este în declin accentuat.
Aproximativ 17,8% din peștii din Marea Neagră sunt de obicei de apă dulce și se reproduc în râurile învecinate. Printre aceștia se numără reprezentanți ai ordinelor crapului și spinului. Aceștia pot tolera un anumit grad de salinitate a apei, astfel încât încearcă să utilizeze resursele alimentare din zonele marine de coastă. Unele specii de sturioni și păstrăvi aparțin, de asemenea, acestei categorii. Acestea din urmă trăiesc în condiții marine tipice, dar pentru a se reproduce și a depune ouă migrează spre râuri (specii anadrome). Următorul cel mai mic grup (10,7%) este reprezentat de tipul relict pontic. Acesta este o combinație de hering și rață, dintre care unele sunt caragenare, precum și harip. Cele mai abundente specii provin din mare și ocean.
Acestea reprezintă 71,5% din peștii din Marea Neagră. Acest grup include specii endemice tipic mediteraneene și specii din Marea Roșie, cum ar fi verzui și peștișori. Printre acestea se numără unele dintre relicvele boreal-atlantice, cum ar fi tritonul și plătica . Alți pești în creștere sunt pești care au fost introduși sau au apărut în Marea Neagră datorită schimbărilor în compoziția animalelor, plantelor și fitoplanctonului. Acestea sunt tonul mic, peștele liliac și merluciu înregistrate în ultimii ani.
