Los elementos faunísticos más conspícuos que la posee la Reserva Experimental de Horco Molle se encuentran dentro de un cercado perimetral de aproximadamente 18 hectareas en semilibertad a los que se suman aquellos en estado de libertad, los que se encuadran dentro de los grupos de anfibios, reptiles, aves y mamíferos del norte argentino debido a la clara intención de la REHM de trabajar con fauna autóctona.

Entre los anfibios que se reconocen se encuentra el Sapo Común (Bufo arenarum) y varias especies de Ranas (Hyla, Pleurodema). Están presente reptiles como el Yacaré (Caimán latirostris), Ampalaguas (Boa constrictor occidentalis). También hay Tortugas de agua (Trachemys scripta dorbygni, Phrynops hilarii, Kinosternon scorpiodes seriei) y Tortugas de Tierra (Chelonoidis chilensis y C. carbonaria), como asimismo numerosos ejemplares de iguana colorada (Tupinambis rufescens). Son comunes también algunos mamíferos propios del norte argentino tales como Llamas (Lama glama) o guanacos (Lama guanicoe). La corzuela parda (Mazama gouazoubira), propia del ambiente chaqueño y de transición hasta el piso de Las Yungas, o los Coipos (Myocastor coypus) que habitan zonas fluviales o pantanosas.

Especies gravemente amenazadas o extintas en la provincia como el Oso hormiguero (Myrmecophaga tridactyla) y el Tapir o Anta (Tapirus terrestris) y los no menos atractivos y perseguidos Oso melero (Tamandua tetradactyla) y Chanchos del Monte (Tayassu tajacu), entre otros.