Il y a des baleines, des phoques et des morses dans les eaux autour de l'archipel. Les ours blancs (Ursus arctos maritimus) habitent les zones côtières des îles et la banquise.
Toutes les îles de l'archipel sont couvertes de toundra. Les animaux les plus communs sur la terre ferme sont le lemming des toundras, le bécasseau violet, le bécasseau sanderling, le bécasseau minute et le tournepierre qui jouissent de l'écosystème de l'archipel Nordenskiöld avec très peu d'interférence humaine.
Des recherches scientifiques sur la faune et la flore de l'Archipel Nordenskiöld ont eu lieu utilisant la station arctique de l'île Rousski comme base.