La multitude d'habitats qui la compose et sa position sur un couloir de migration, font de la réserve un milieu très attractif pour les oiseaux. Ce sont ainsi plus de 140 espèces qui bénéficient du gîte et du couvert offert par la réserve dont une centaine de migrateurs (Balbuzard pêcheur, Butor étoilé, Sarcelle, Aigrette ...) et une soixantaine de nicheurs (Martin-pêcheur, Harle bièvre, Pie-grièche écorcheur, Pic noir ...).

Le monde des insectes n'est pas en reste, avec pas moins de 38 espèces d'odonates (libellules et demoiselles) telles que la Libellule fauve, 30 espèces de papillons de jour avec le Cuivré des marais et 16 espèces d'orthoptères (sauterelles et criquets) dont le Conocéphale des roseaux.

La ripisylve qui borde le Doubs, présente des conditions de vie optimale pour le Castor d'Europe, qui recolonise son milieu originel depuis quelques années. Les prairies de fauche bordées de boisements abritent le très discret chat forestier. Sanglier, martre, renard, chevreuil font également partie du cortège de mammifères de la réserve s'élevant à 30 espèces.