Животный мир. Пустынные равнины характеризуются обилием пресмыкающихся. В песчаных пустынях — гекконы (сцинковый и гребнеполый), песчаная и ушастая круглоголовки, сетчатая ящурка, песчаный удавчик. Кроме песчаной, в глинистой и каменистой пустынях обитают степная агама, варан, черепаха, на Ю. — эфа. Богаты пески млекопитающими, особенно грызунами: мохноногий тушканчик, полуденная и большая песчанки, тонкопалый суслик; из хищников — барханный кот. В пустынях с твёрдыми почвами — краснохвостая песчанка, тушканчики (малый и Северцова), бухарская полёвка, жёлтый суслик. Из птиц для песчаных пустынь наиболее характерны саксаульная сойка, пустынные ворон, сорокопут и каменка, южная бормотушка. В тугаях много птиц: фазаны, цапли-кваквы, чёрные вороны, рыжие славки; из млекопитающих — пластинчатозубая крыса (кроме бассейна Сырдарьи), камышовый кот, шакал, кабан. В оазисах — преимущественно птицы (малая горлица, воробьи, ласточки, чёрный стриж, майна). Из птиц в предгорьях — жаворонки и полевой конёк, в среднегорье — желчная овсянка, полевой жаворонок, в высокогорье — рогатый жаворонок и горный конёк. Из млекопитающих для горных степей и лугов характерны реликтовый суслик и сурки (длиннохвостый и Мензбира). В лиственных горных лесах из птиц — большая горлица, серая неясыть, белокрылый дятел и др., из млекопитающих — барсук, туркестанская крыса, лесная мышь, соня. В арчовых лесах из птиц — арчовый дубонос, розовая и арчовая чечевицы и др., из млекопитающих — заяц-толай и арчовая полёвка. От пустынь до высокогорий встречаются лисица, волк, беркут, филин, щитомордник. В водоёмах водятся сазан, усач, краснопёрка, сом и др.; в горных реках и ручьях — маринка, сомик, осман (в бассейне Чирчика) и форель (в бассейне Сурхандарьи). В Сырдарье и Амударье — 3 эндемичных вида лжелопатоносов.
Охрана природы. На территории У. имеются заповедники: горно-лесные — Зааминский, Чаткальский (см. Чаткальский горно-лесной заповедник ), Нуратинский, Кызылсуйский; равнинные — Арал-Пайгамбарский, Кызылкумский, Каракульский, Зеравшанский, Бадай-Тугайский. Кроме того, создано 9 заказников.
Природные районы. В У. четко обособляются равнинная и предгорно-горная части, в которых выделяются районы: Устюртский — преобладают ландшафты каменистых (гипсовых) пустынь с биюргуново-боялышевыми, биюргуновыми и биюргуново-полынными комплексами на серо-бурых почвах. Нижнеамударьинский — типично сочетание ландшафтов глинисто-дельтовых пустынь с тростниковыми зарослями и юлгунниками, с биюргунниками вместе с полынниками на гидроморфных и полугидроморфных почвах. Кызылкумский — наиболее типичны ландшафты песчаных пустынь с белосаксаульниками и ландшафты низкогорий и сопряжённых с ними супесчано-щебнистых пролювиальных равнин с полынниками и полынно-солянковыми ассоциациями. Нижнезеравшанский — ландшафты песчаных пустынь с белосаксаульниками, джузгунниками и сингренниками сочетаются с кейреуково-боялышевыми полынниками и тырниками на такыровидных почвах. Встречаются солончаки. Сурхандарьинский — сочетание ландшафтов всех высотных поясов от пустынной зоны до гляциально-нивального пояса включительно. Кашкадарьинский — типично сочетание ландшафтов предгорного, среднегорного и высокогорного поясов. Среднезеравшанский — развиты ландшафты предгорного пустынно-степного и сухостепного поясов; встречаются среднегорные ландшафты. Голодностепский — преимущественное распространение имеют ландшафты предгорного и среднегорного поясов. Среднегорные ландшафты выражены более отчётливо, чем в Среднезеравшанском районе. Чирчик-Ангренский — ландшафты предгорного, среднегорного и высокогорного поясов; важную роль в структуре высотных поясов играют гляциально-нивальные ландшафты. Ферганский — ландшафты от пустынной зоны до гляциально-нивального пояса включительно, которые расположены выше по сравнению со всеми другими предгорно-горными районами. В пределах района выделяются крупные оазисы (Кокандский, Маргиланский, Наманганский и др.).