Здесь можно встретить норку американскую, ондатру, дальневосточную черепаху, лося, косулю, амурского тигра, изюбря, амурского лесного кота, бурого и черного медведей, а также соболя и лисицу обыкновенную. Из птиц обитают глухари, рябчики, тетерева, дикуша, утка-мандаринка, маньчжурский фазан, гусь-сухонос и др. Некоторые представители занесены в Красную книгу и сохранились только на территории Дальнего Востока.
В целом на территории бассейна реки Амур водится более 70 представителей млекопитающих, почти 400 видов различных птиц, растет больше 5000 видов сосудистых растений. Эта территория играет важную роль в поддержании популяции таких птиц, как дальневосточный белый аист, 95% которых гнездится в бассейне Амура. 50% популяции даурских журавлей и 65% японских выбрали эту территорию для воспроизводства потомства.
Богата река и рыбными запасами. В ней встречается более 130 видов рыб, обитающих в пресной воде. Среди них хариус, таймень, ленок, налим, амурский осетр, толстолобик, верхогляд. Кроме того сазан, щука, карась серебристый, чебак, сиг, калуга, китайский окунь, осетр. В Амуре обитают самые крупные осетры в мире. Самыми ценными представителями рыб, которые вылавливают в промышленных целях, являются амурский осетр, калуга, белый амур. На нерест в бассейн реки заходит кета и горбуша.