Las cuevas son utilizadas por algunos animales como refugio temporal o morada permanente. Las condiciones de luminosidad, temperatura y humedad, principalmente, junto al aporte de energía, determinan el tipo de fauna que habita una cavidad, donde con frecuencia se encuentran especies adaptadas morfológica y fisiológicamente al medio. Desde su descubrimiento en 1959, en la Cueva de Nerja se han desarrollado numerosos proyectos de investigación, aunque los destinados al estudio de su fauna cavernícola han sido relativamente escasos. A principios de los años 60, A. Cobos lleva a cabo el primer trabajo entomológico en la cavidad, que concluye con la identificación de cuatro especies de coleópteros, entre las que se encuentra Platyderus speleus, una especie nueva para la ciencia, que representa el primer endemismo troglobio identificado en la Cueva de Nerja. Posteriormente, en la década de los 80, M. Wallace aumenta el catálogo entomológico de la cavidad, con la incorporación de cinco especies de artrópodos. Durante el período 2000-2002, A. Tinaut y su equipo de trabajo, realizan el proyecto de investigación faunística más ambicioso realizado hasta el momento en la Cueva de Nerja. Sus resultados muestran la identificación de 26 especies de artrópodos, entre las que se incluyen dos nuevas especies troglobias y endémicas de la cavidad: Chthonius nerjaensis y Plusiocampa baetica. En cuanto a la distribución espacial de entomofauna la en la Cueva de Nerja, se determina una mayor biodiversidad en la zona habilitada al turismo, posiblemente como consecuencia de la elevada disponibilidad de materia orgánica en este sector de la cueva.
En la Cueva de Nerja, los trabajos de investigación bioespeleológica, aunque fueron iniciados pocos meses después de su descubrimiento, hasta la actualidad han sido relativamente escasos (Cobos, 1961; Wallace, 1985, Tinaut et al., 2002). Sus resultados concluyen que la fauna de artrópodos determinada en la cavidad se corresponde con la presente habitualmente en ecosistemas cavernícolas terrestres ibéricos (Barranco et al., 2004) e incluso europeos y se encuentra formada por Crustáceos, Arácnidos, Miriápodos e Insectos, este último grupo representado principalmente por las clases Diplurata, Collembola, y Euentomata. El grupo de insectos consumidores primarios, será el más numeroso frente a las especies de depredadores. Los trabajos realizados hasta el momento, han permitido identificar cinco elementos troglobios en la cavidad: el pseudoescorpión Chthonius nerjaensis (Carabajal et al., 2001), el dipluro Plusiocampa baetica (Sendra, 2004), el carábido Platyderus speleus (Cobos, 1961) y los ortópteros Petaloptila barrancoi (Gorochov y Llorente, 2001) y Petalótila malacitana (Barranco, 2010). Además, de estas cuatro especies, las tres primeras se consideran endemismos de la Cueva de Nerja, aunque una investigación reciente (Anichtchenko, 2009) propone a Platyderus speleus como una especie polimorfa de amplia distribución en las Béticas.
Respecto a la distribución de la diversidad, en un principio se sospechó de una posible merma de la fauna troglobia de cavidad en las Galerías Turísticas respecto de las Galerías Altas y Nuevas, como consecuencia del impacto antrópico sufrido por las primeras, sin embarga, el cálculo de la biodiversidad realizado mediante el índice de Shannon-Wiener, mostró una mayor diversidad de especies en las Galerías Turísticas (H’TUR. = 0,719) respecto de las Galerías Altas y Nuevas (H’ALT-NVA = 0,330). Este hecho, puede deberse a varios procesos relacionados con los factores bióticos o abióticos de cada una de las zonas, como por ejemplo, la pérdida de nutrientes de las masas de murcielaguina, debido al abandono de la cavidad por las colonias de murciélagos o a su contaminación mediante el agua de infiltración, por una fuente exógena a la cueva. Este suceso motivaría el desplazamiento de la fauna hacia las Galerías Turísticas de la cueva, rica en energía como consecuencia de la actividad humana. Además, la mayor diversidad faunística hallada en la zona turística parece indicar que las modificaciones de carácter antrópico determinadas en sus parámetros no afectan de manera significativa a la fauna endokárstica en esta zona de la cavidad.




| Galerías Turísticas |
| Pholcus phalangioides (Tx) |
Psyllipsocus ramburii (Tf) |
| Tegenaria parietina (Tx) |
Ploiaria chilensis (Tx) |
| Cosmobunus granarius (Tx) |
Platyderus speleus (Tb) |
| Mastigusa arietina (Tx) |
Cryptophilus integer (Tx) |
| Scotolemon roewerii (Tf) |
Elenophorus collaris (Tx) |
| Chthonius nerjaensis (Tb) |
Hypoponera ragusai (Tf) |
| Allochernes masi (Tx) |
Plusiocampa baetica (Tb) |
| Anaphiloscia sicula (Tf) |
Pseudosinella infrequens (Tf) |
| Porcellio dilatatus (Tx) |
Lepidocyrtus flexicollis (Tf) |
| Armadillidium vulgare (Tx) |
Entomobrya pazaristei (Tf) |
| Metoponorthus pruinosus (Tx) |
Mesogastrura ojcoviensis (Tx) |
| Scutigera coleoptrata (Tx) |
Petaloptila barrancoi (Tb) |
| Galerías Altas-Nuevas |
| Plusiocampa baetica (Tb) |
Petaloptila barrancoi (Tb) |
| Pseudosinella infrequens (Tf) |
Psyllipsocus ramburii (Tf) |
| Mesogastrura ojcoviensis (Tx) |
Gymnochiromyia homobifida (Tx) |
Listado de especies de artrópodos encontrados en el interior de la Cueva de Nerja. (Tx): trogloxeno, (Tf): troglófilo, (Tb): troglobio.
En la Cueva de Nerja, las condiciones de humedad, temperatura y luminosidad, atraen a su vez, a un pequeño grupo de vertebrados, en el que se incluye la fauna más representativa de las cavidades, los murciélagos, aunque en realidad, menos de la mitad de especies de murciélagos identificadas habitan en algún momento de su vida en cavidades. Estos mamíferos, encuentran en la Cueva de Nerja un refugio durante el invierno o durante el día, y salen, al caer la tarde, al exterior en busca de alimento. En el interior de la Cueva de Nerja, se han observado individuos de las especies Rhinolophus ferrumequinun (Schreber, 1774) o murciélago grande de herradura y Miniopterus schereibersii (Kuhl, 1817) o murciélago de la cueva, aunque en el entorno también se han detectado individuos de las especies Rhinolophus euryale (Blasius, 1853) o murciélago mediterráneo de herradura, Myotis nattereri (Kuhl, 1817) o murciélago de Natterer y Plecotus austriacus (Fischer, 1829) o murciélago orejudo meridional. Aunque siguen haciendo uso de la Cueva de Nerja, en la actualidad es muy difícil que los visitantes vean murciélagos durante su recorrido a la cueva, dado que para su descanso prefieren el remanso de paz y tranquilidad que ofrecen las Galerías Altas y Nuevas.