La faune de l'Écosse est généralement typique du nord-ouest de la partie européenne de l'écozone paléarctique, bien que plusieurs des gros mammifères du pays ont été chassés jusqu'à l'extinction et que l'activité humaine a aussi donné lieu à l'arrivée de diverses espèces.
Les divers environnements tempérés d'Écosse regroupent 62 espèces de mammifères sauvages, y compris une population de chats sauvages, un nombre important de phoque gris et commun et la colonie la plus au nord de grands dauphins.
De nombreuses populations d'oiseaux de lande, y compris le tétras lyre et le lagopède d'Écosse vivent ici, et le pays est d'importance internationale pour la nidification des oiseaux de mer tel que le fou de Bassan. L'aigle royal s'est maintenu dans les Highlands, devenant une icône nationale, tandis que le pygargue à queue blanche et le balbuzard pêcheur ont récemment re-colonisé le territoire. Le loxia scotica est la seule espèce endémique de vertébrés dans les îles Britanniques.
Les mers entourant l'Écosse sont parmi les plus productives sur le plan biologique dans le monde, avec un nombre total d'espèces marines écossaises dépassant les 40 000. Les Darwin Mounds sont un domaine important de mer froide et en eau profonde avec des récifs coralliens découvert en 1988. Dans l'intérieur des terres, près de 400 populations génétiquement distinctes de saumon atlantique vivent dans les rivières écossaises. Sur les 42 espèces de poissons d'eau douce se trouvant dans le pays, la moitié sont arrivés par colonisation naturelle.
Seuls six amphibiens et quatre reptiles de terre sont originaire d'Écosse, mais de nombreuses espèces d'invertébrés qui vivent ici sont rare dans le Royaume-Uni. On estime que 14 000 espèces d'insectes, y compris des abeilles et des papillons rares, habitent l'Écosse. Les organismes de conservation de la nature au Royaume-Uni sont préoccupé par le changement climatique, en particulier ses effets potentiels sur les plateaux montagneux et la vie marine, menaçant une grande partie de la faune de l'Écosse.
L'Écosse bénéficie d'un environnement tempéré très varié, comprenant des forêts de feuillus et de conifères, des landes, des montagnes et de la toundra, ainsi que des estuaires, fleuves et océans. Près de 14% de son territoire est boisé, dont beaucoup de plantations forestières ; avant son défrichement par les hommes, cependant, elle abritait sur une zone beaucoup plus vaste des forêts boréales calédoniennes et des forêts de feuillus. Bien que très réduits, on peut encore trouver des vestiges importants de la forêt originelle de pins sylvestres. Dix-sept pour cent de l'Écosse sont couverts par les landes de bruyères et les tourbières. Le Caithness et le Sutherland ont une zone de tourbière de couverture qui est l'une des plus grandes et des plus intactes du monde et qui abrite une communauté animale spécifique. Soixante-cinq pour cent du territoire de l'Écosse est classé comme agricole (y compris certaines landes), tandis que les zones urbaines représentent environ 3%. La longueur du littoral est de 11.803 kilomètres, et le nombre d'îles avec une végétation terrestre est de près de 800, environ 600 d'entre elles se situent au large de la côte ouest. On trouve en Écosse plus de 90% du volume d'eau douce et 70% de la surface totale pour le Royaume-Uni. Il y a plus de 30.000 lochs d'eau douce et 6.600 systèmes fluviaux.
En décembre 2007, sous les auspices de la Directive Habitats de l'Union européenne, un total de 239 sites en Écosse couvrant plus de 8750 kilomètres carrés avait été classé par la Commission européenne comme zones spéciales de conservation (ZSC). Les mers d'Écosse comptent parmi les plus productives au monde sur le plan biologique et elles abritent au bas mot 40.000 espèces. Vingt-quatre des ZSC sont des sites marins, et neuf autres sont des sites marins et côtiers avec des parties émergées. Ces parties marines s'étendent sur une zone d'environ 350 kilomètres carrés. Les Darwin Mounds, qui couvrent environ 100 kilomètres carrés (39 miles carrés), sont considérés comme ZSC offshore.
L'Écosse était entièrement recouverte de glace pendant les glaciations du Pléistocène. Après le réchauffement météorologique qui a suivi et le retrait des glaces, les mammifères ont recolonisé le pays. La réapparition de la Manche (due à la hausse du niveau de la mer) a cependant empêché certaines migrations, si bien que la Grande-Bretagne proprement dite (sans les îles) n'a que deux tiers des espèces qui ont atteint la Scandinavie. Les Îles Hébrides, au large des côtes occidentales de l'Écosse, ont seulement la moitié de celles de Grande-Bretagne. Soixante-deux espèces de mammifères sauvages vivent en Écosse et autour de l'Écosse, dont treize espèces qui se trouvent dans les eaux côtières. On estime que, pour les espèces de mammifères terrestres, le tiers des populations est en déclin en raison de plusieurs facteurs parmi lesquels la pollution de l'environnement, la fragmentation de l'habitat, les changements dans les pratiques agricoles, notamment le surpâturage, et la concurrence d'espèces introduites. Il n'y a aucune espèce de mammifères à ne se rencontrer qu'en Écosse, bien que le mulot de Saint Kilda, Apodemus sylvaticus hirtensi, soit une sous-espèce endémique du mulot sylvestre qui atteint le double de la taille de ses cousins du continent, [25] et que Microtus arvalis orcadensis, que l'on trouve seulement dans l'archipel des Orcades, soit une sous-espèce du campagnol des champs. Il est possible qu'ils aient été introduits par les premiers colons voici environ 4000 ans.
En Écosse la famille des mustélidés (Mustelidae) est, dans son ensemble, représentée de la même façon qu'en Grande-Bretagne, avec cette différence que le putois est absent et que l'Écosse est au Royaume-Uni le fief de la martre des pins, même si la pureté de cette dernière race est menacée par un lâcher de martres d'Amérique dans le Nord de l'Angleterre. L'Écosse abrite les seules populations de chats sauvages d'Europe que comptent les îles britanniques, avec un total qu'on estime compris entre 400 et 2000 animaux, ainsi que de la sous-espèce du renard roux, Vulpes Vulpes vulpes , race plus grande que celle qui se rencontre plus souvent, V. v. crucigera, et qui se présente sous deux formes distinctes. Le chat sauvage est en danger en raison de l'insuffisance de la législation qui le protège et on considère maintenant qu'il court un risque sérieux d'extinction. Sous les auspices du Projet « Vison des Hébrides » on a entrepris des campagnes pour exterminer les populations de visons sauvages américains, qui avaient été amenées en Grande-Bretagne dans les années 1950 à l'intention de fermes qui les élevaient pour leur fourrure. Il est possible qu'elles soient étendues à d'autres régions où le vison est abondant, comme le Parc national de Cairngorms et peut-être à travers tout le Royaume-Uni.