Θηλαστικά
Το μεγαλύτερο θηλαστικό είναι ο λαγός (Lepus europaeus), που σήμερα κινδυνεύει να εξαφανιστεί, όχι από το έντονο κυνήγι αλλά από τα κουνέλια, που άφησε ελεύθερα ο σύγχρονος άνθρωπος και που ανταγωνίζονται έντονα και με επιτυχία το λαγό.
Έχουν επίσης καταγραφεί είδη όπως ο σκαντζόχοιρος (Erinaceus concolor), διάφορα είδη ποντικών (Rattus rattus και Mus domesticus), ένα είδος νυκτερίδας (Pipistrellus sp.) και ένα είδος μυγαλίδας (Suncus etruscus).
Ένα ακόμα στοιχείο, χαρακτηριστικό της επίδρασης του ανθρώπου, είναι η παντελής ανυπαρξία αρπακτικών θηλαστικών πάνω στο νησί της Μήλου.
Bird fauna
Larus cachinnans
Larus cachinnans
Galerida cristata
Falco tinnunculus
Corvus corone
Buteo buteo
Passer domesticusΗ Μήλος φιλοξενεί ένα από τα πιο σπάνια αρπακτικά σήμερα, τον μαυροπετρίτη ή βαρβάκι (Falco eleonora), ένα είδος γερακιού που ζει και αναπαράγεται στα νησιά του Αιγαίου και την Κρήτη. Άλλα αρπακτικά πουλιά που συναντάμε στη Μήλο είναι ο σπιζαετός (Hieraeetus fasciatus), που σήμερα κινδυνεύει εξαιτίας του κυνηγιού, η γερακίνα (Buteo buteo) και το γαδινέλι (Falco tinnunculus), είδος μικρού γερακιού.
Τέλος, από τα νυκτόβια αρπακτικά συναντάμε την κουκουβάγια (Athene noctua) και την τυτώ (Tyto alba).
Άλλα μόνιμα πουλιά είναι η νησιώτικη πέρδικα (Alectoris chukar), το αγριοπερίστερο (Columba livia), η δεκαοχτούρα (Streptopelia decaocto) και διάφορα μικρά στρουθιόμορφα όπως ο κατσουλιέρης (Galerida cristata), η σταρήθρα (Alauda arvensis), ο τρυποφράχτης (Troglodytes troglodytes), ο σπουργίτης (Passer domesticus), επίσης η κουρούνα (Corvus corone) και ο κόρακας (Corvus corax).
Από τα θαλασσοπούλια πιο κοινά είναι ο γλάρος (Larus cacchinans) και ο θαλασσοκόρακας (Phalacrocorax aristotelis).
Η Μήλος, με τους μικρούς της υγροβιότοπους, παίζει σπουδαίο ρόλο στις μεταναστεύσεις των πουλιών, ως ενδιάμεσος σταθμός στο μακρινό τους ταξίδι. Στη διάρκεια σχετικών παρατηρήσεων, έχει καταγραφεί πλήθος σπάνιων και μη πουλιών, που περνάνε από το νησί, τόσο κατά την ανοιξιάτικη όσο και κατά τη φθινοπωρινή μετανάστευση.
Μερικά είδη που μπορούμε να αναφέρουμε είναι ο πολύ σπάνιος ψαραετός, ο χρυσαετός, όλα τα είδη κίρκου, τα περισσότερα από τα είδη των ερωδιών, οι κύκνοι, τα φλαμίγκος, πολλά ακόμα παρυδάτια αλλά και μπεκάτσες, τρυγόνια, κοτσύφια, κεφαλάδες, φάσες και πολλά άλλα.
Ερπετοπανίδα
Η ύπαρξη γλυκών νερών καθ΄όλη τη διάρκεια του έτους στην περιοχή του Αεροδρομίου αλλά και στην πηγή του Άη-Γιάννη του Σιδεριανού επιτρέπει την ύπαρξη βατράχων του είδους Rana ridibunda στο νησί. Υπάρχουν επίσης δύο είδη σαύρας (Lacerta trilineata και Podarcis milensis), το τελευταίο μάλιστα είναι ενδημικό και υπάρχει μόνο στη Μήλο, την Κίμωλο, την Πολύαιγο και την Αντίμηλο.
Πλούσια είναι και σε φίδια η Μήλος με πιο γνωστό την οχιά της Μήλου (Macrovipera schweizeri), είδος ενδημικό και προστατευόμενο. Η οχιά της Μήλου πέφτει σε χειμερία νάρκη από την οποία ξυπνά την άνοιξη. Σχεδόν όλη η Δυτική Μήλος (Χάλακας) εντάσσεται στο δίκτυο προστατευόμενων περιοχών Natura 2000, περιοχών δηλαδή «αφιερωμένων στην προστασία και διατήρηση της βιολογικής ποικιλότητας […]».
Άλλα είδη είναι το αγιόφιδο (Telescopus fallax) το νερόφιδο (Natrix natrix) και το σπιτόφιδο (Elaphe situla).