Dýralíf á Norðausturlandi einkennist fyrst og fremst af fjölskrúðugu fuglalífi. Á svæðinu er að finna margvísleg búsvæði fugla og fjölbreytileiki fuglafánunnar er óvíða meiri hér á landi.
Votlendi er mikilvægt búsvæði margra íslenskra varpfuglategunda og á Norðausturlandi er að finna nokkur slík svæði sem fræg eru fyrir fjölskrúðugt fuglalíf. Má þar fyrst nefna Mývatns- og Laxársvæðið sem frægt er fyrir mikið andríki. Allar íslenskar andategundir verpa þar nema brandönd (Tadorna tadorna). Algengasta öndin á Mývatni er skúfönd (Aythya fuligula) en sú mest einkennandi er húsönd (Bucephala islandica). Húsöndin er amerísk að uppruna og verpir hvergi annars staðar í Evrópu en í Suður-Þingeyjarsýslu, langmest við Mývatn og Laxá. Tvær aðrar andategundir eiga heimkynni sín hér á landi nær alfarið í Þingeyjarsýslum. Eru það hrafnsönd (Melanitta nigra) og gargönd (Anas strepera) en langstærstur hluti stofna þeirra verpir við Mývatn. Flórgoði (Podiceps auritus) er sérhæfður vatnafugl sem byggir afkomu sína á votlendi. Stærstur hluti íslenska stofnsins verpir í Þingeyjarsýslum, aðallega á þremur vötnum, Mývatni, Sandvatni ytra í Mývatnssveit og Víkingavatni í Kelduhverfi. Af öðrum votlendissvæðum má nefna Svarfaðardal, óshólma Eyjafjarðarár, Svartárvatn og Svartá, Sand og Sílalæk, og votlendið í Öxarfirði.
Mólendi er helsta búsvæði rjúpunnar (Lagopus muta) en á Norðausturlandi er rjúpan algengur varpfugl og verpir víða í miklum þéttleika, t.a.m. í Hrísey, á Tjörnesi og á Melrakkasléttu. Rjúpunni fylgir fálkinn (Falco rusticolus), enda er hún hans aðalfæða. Þingeyjarsýslur hafa í gegnum tíðina verið þekktar fyrir mikla rjúpnaveiði og má í því sambandi nefna að á fyrrihluta 20. aldar var útflutningur á rjúpu í gegnum Kaupfélag Þingeyinga töluverður.
Sjávarströndin er búsvæði sjófuglanna og eru á Norðausturlandi nokkur þekkt fuglabjörg. Má þar nefna Grímsey, Rauðanúp og Langanes. Þar er að finna svartfugla á við langvíu (Uria aalge), stuttnefju (Uria lomvia), álku (Alca torda) og teistu (Cepphus grylle). Haftyrðill (Alle alle) er algengur svartfugl í Norðurhöfum en suðurmörk útbreiðslu hans hafa legið um Ísland. Síðast varð vart við varp þessa smávaxna sjófugls í Grímsey árið 1997 en nú lítur út fyrir að hann sé horfinn sem varpfugl hér á landi. Súla (Morus bassanus) verpir við Rauðanúp og í Skoruvík á Langanesi en það eru einu varpstaðir hennar fyrir norðan land. Lundi (Fratercula arctica) verpir gjarnan í stórum byggðum út í eyjum en við Ísland verpir um helmingur evrópska varpstofnsins. Tvær stórar lundabyggðir er að finna undan Norðausturlandi, í Lundey á Skjálfanda og í Mánáreyjum. Einnig er töluvert af lunda við utanvert Tjörnes en þar er auðvelt er komast í návígi við hann og skoða.
