小笠原諸島の自然（おがさわらしょとうのしぜん）では、東京都小笠原村に属する小笠原諸島の自然の特徴について説明する。小笠原諸島を構成する島々はこれまで一度も大陸や大きな島と陸続きになったことがない海洋島で、亜熱帯の気候の中で独自の生態系が育まれてきた。現在、小笠原諸島内の多くの地域は小笠原国立公園に指定され、またこれまで人間から受けた影響が極めて少ないため、原生の自然が保たれている南硫黄島に関しては南硫黄島原生自然環境保全地域に指定されている。その独自の生態系が高く評価された結果、小笠原諸島は2011年に世界遺産の自然遺産に登録された。日本政府が作成した「世界遺産一覧表記載推薦書 小笠原諸島」によれば、自然環境の改変が著しい硫黄島と沖ノ鳥島、そして唯一太平洋プレート上にある隆起珊瑚礁であり、他の島々と大きく成り立ちが異なる南鳥島については世界遺産登録地域からは除外されている。当記事内では硫黄島、南鳥島、沖ノ鳥島についても適宜説明を行う。
文中の年代は、多くの資料が西暦のみであることと和暦への換算が不明確である部分もあったため、西暦のみで統一した。
小笠原諸島の概要 thumb|300px|right|小笠原諸島の位置 小笠原諸島は父島、母島などで30あまりの島々で構成される小笠原群島。硫黄島などが所属する火山列島。そして小笠原群島、火山列島に所属しない島から構成されている。そして小笠原群島は北から聟島列島、父島列島、母島列島に分けられている。
小笠原群島 聟島列島 - 聟島、嫁島、媒島、北ノ島 他 父島列島 - 父島、兄島、弟島 他 母島列島 - 母島、姉島、妹島 他 火山列島（硫黄列島） - 北硫黄島、硫黄島、南硫黄島 その他の島々 -西之島、南鳥島、沖ノ鳥島
小笠原諸島の総面積は約105平方キロメートルで、伊豆大島よりやや大きい程度である。これは例えば小笠原諸島と同じく貴重な生態系を持つと評価される沖縄諸島の約20分の1の大きさに過ぎない。また小笠原諸島の特徴としては、他の陸地から大きく離れていることが挙げられる。例えば伊豆半島、マリアナ諸島北端のパハロス島から父島まではともに約800キロ離れており、伊豆諸島の八丈島からも600キロ以上離れている。ほぼ同緯度の沖縄本島は西に約1300キロ離れており、東側に至っては北西ハワイ諸島まで島らしい島は見られない。この地理的隔絶が大きいことは、生物が小笠原諸島に到達することに大きな制約となった。また島の大きさが小さいことは島内で生存することができる生物に大きな制限が加わることとなり、小笠原諸島の大きさと位置は独自の生物相の形成に大きく寄与することになった神奈川県生命の星・地球博物館（2004）pp.5-6、清水（2010）pp.58-64。
また地質学的には小笠原諸島を構成する小笠原群島、火山列島、その他の島々は出来た経緯に違いがあり、海洋性島弧の形成と進化の経緯、そして大陸地殻の生成を観察することができる地学的に貴重な場所である。またいずれの島々もガラパゴス諸島、ハワイ諸島などと同じく、これまで大陸と一度も地続きになったことがない大洋島であり、大洋によって隔絶された環境の中で特異な生態系を育んできた。
地質学的、生物学的に貴重な小笠原諸島は、硫黄島、南硫黄島、南鳥島、沖ノ鳥島以外は小笠原国立公園に指定されていて父島、母島の人家周辺も国立公園の指定地から外れており、世界遺産の候補地にもなっていない。、南硫黄島に関しては島全体が原生自然環境保全地域の指定を受けている。また小笠原国立公園と南硫黄島原生自然環境保全地域は、世界遺産の自然遺産に登録されている。
小笠原諸島の形成史と地質学的特徴 小笠原群島の形成 thumb|150px|right|無人岩の枕状溶岩の露頭。父島の小港海岸で撮影 thumb|150px|right|加工しやすい「ロース石」を産する石灰質砂岩小笠原の価値とは 推薦書付属資料内 pp.117-124,「小笠原諸島の特徴的な地質を観察できる場所」、小笠原自然情報センター、2020年12月3日閲覧。の露頭。母島、沖村集落 今から約5000万年前、太平洋プレートがフィリピン海プレートの東縁に沈み込みを開始したことにより、フィリピン海プレートは東側に引っ張られる形となって拡大を開始した。その結果、高温のマントル物質が地表の比較的近くにまで上昇した。高温のマントル物質の上昇は父島列島、聟島列島、母島列島の小笠原群島が生み出されるきっかけとなった清水（2010）pp.72-74、環境省（2010）pp.23-25。
約4800万年前になると、沈み込んだ太平洋プレートによってマントルの浅い部分に水が提供されたことにより高温のマントル物質の融点が下がり、その結果マグネシウム分に富むマグマが生成された。生成されたマグマは無人岩（ボニナイト）と呼ばれる独特の成分のもので、まず現在の父島列島から聟島列島にかけての深海に、枕状溶岩などを比較的穏やかに噴出する海底火山が形成された。無人岩は現在父島列島と聟島列島に見られるが、プレートの沈み込み開始直後など限られた時期に生成されると考えられる無人岩はかなりまれな存在であり、現在地上で観察される小笠原群島の無人岩は全世界的に見ても最大のものと考えられる。そして火山活動の継続によって成長した海底火山は、浅海でストロンボリ式噴火を繰り返し、更に成長を続けた清水（2010）pp.74-75、環境省（2010）pp.23-28。南部の千尋岩では、高さ300mの断崖に父島火山の初期から最終期までの火成岩を見ることができる。
約4400万年前になると太平洋プレートの沈み込みが深くなったことによりマグマの組成が変化し、通常の島弧で見られるソレアイト質となった。この時期には現在の母島列島で溶岩流出や爆発的な火砕流の噴出を繰り返す火山活動が継続し、母島列島が形成された。そして4000万年前には火山フロントが後退することによって小笠原群島の火山活動は終息した。この頃には小笠原諸島は通常のプレート沈み込み帯となったと考えられる。火山活動が終息した小笠原群島では珊瑚礁が発達し、母島の石門、父島南西にある南島のような石灰岩地帯が形成された清水（2010）pp.75-76、環境省（2010）pp.23-28。
形成開始当初の小笠原群島は、現在のニューギニア付近の赤道直下にあったと推定されている。その後フィリピン海プレートに乗って少しずつ北西方向へと移動をしていった。約4000万年前に通常のプレート沈み込み帯となった小笠原諸島であったが、約3000万年前になると伊豆・小笠原・マリアナ島弧の分裂が始まった。そして約1500万年前には四国-パレスベラ海盆の形成により、沖ノ鳥島などが属する四国-パラオ海嶺が伊豆・小笠原・マリアナ島弧から分離した。この地殻変動によって小笠原群島は約3000万年前からは北西から北東方向へと移動方向が変わり、現在の位置に到達することになった神奈川県立生命の星・地球博物館（2004）pp.16-18、清水（2010）pp.77-79。
このような複雑な成り立ちをしている小笠原群島は、その形成過程で海面下に没していた時期もあるのではと考えられている。小笠原群島がいつ頃から島であり続けているのかについてはまだはっきりと判明していないが、現在小笠原群島に生育する固有種の分子時計の解析から、種として分化して200-300万年が経過しているものが見られるため、少なくとも200-300万年前からは島として存続しているものと考えられている。後述する小笠原群島特有の乾性低木林の特性などから、かつては面積、標高とも大きかった島が侵食などによって小さくなり、現在の小笠原群島となったという仮説が提唱されている神奈川県立生命の星・地球博物館（2004）pp.16-18、清水（2010）pp.80-83。
火山列島の形成 第四紀に入ると、小笠原諸島の西側に伊豆諸島からマリアナ諸島に至る、現在の火山フロントが形成される。その中で火山列島を構成する3つの火山島と西之島が誕生した。ともに数万年から数十万年前の中期-後期更新世以降に誕生したものと考えられており、数千万年の歴史を持つ父島列島、聟島列島、母島列島と比べると若い島である。西之島は1973年から1974年にかけての火山活動によって西之島新島が誕生し、南硫黄島や北硫黄島付近ではしばしば火山活動が観測され、硫黄島では激しい隆起活動が継続しており、火山列島と西之島は現在も火山活動が活発な地域である神奈川県立生命の星・地球博物館（2004）p.18、環境省（2010）pp.31-32。
伊豆-小笠原弧に属する火山列島では現在、活発な火山活動が継続しているが、地下でも大陸を構成する中部地殻の形成が進んでいる。つまり小笠原諸島全体を見れば、海洋性島弧の形成当初の岩石を観察できる父島群島、聟島群島から、形成途中である母島群島、そして現在海洋性島弧から大陸地殻が形成されつつある火山列島と、海洋性島弧の形成から進化、そして大陸地殻の形成について観察することができる貴重な場所である環境省（2010）pp.22-23。
小笠原諸島の気候と生態系 小笠原諸島のほとんどは温帯と熱帯が移行する地域に当たる亜熱帯にある。一般的に亜熱帯は、常に亜熱帯高圧帯と亜熱帯高圧帯などによって形成される熱帯気団の影響下にある地域を指すが、小笠原では冬季は北のシベリア気団の影響を受けることから、同様の条件下にある沖縄諸島とともに亜熱帯の中では北部に位置するとされる清水（2010）pp.65-68、環境省（2010）pp.33-36。
小笠原諸島は亜熱帯高気圧である北太平洋高気圧の西北部に位置する、小笠原高気圧の中心に近い位置にあるため、沖縄諸島と比べると降水量が比較的少なく乾燥した気候となっている。特に夏季の降水量が少ないのが特徴であり、夏季は降水量よりも蒸散量が大きく上回っている。また冬季の降水量も少なく乾燥期と湿潤期が明瞭となっている。比較的小規模な小笠原諸島では大きな川や湖等が存在せず、降った雨水を保水する能力が低いこともあって、乾燥する時期の存在は乾性低木林の発達など小笠原の自然形成に大きな影響を与えている。そして通年降水量が多い梅雨時や秋の降水量が不足すると厳しい旱魃に見舞われることもあり、時々襲う大型の台風とともに小笠原の生態系形成に影響を与えている。
雲霧帯の形成 亜熱帯や熱帯にある多くの島では島の斜面に沿って上昇気流が発生し、高度の高い場所ではほぼ常時雲や霧に包まれる。その結果、亜熱帯や熱帯にある島の標高の高い場所はほぼ常に雲や霧に覆われた雲霧帯となる。小笠原諸島の場合、島の標高が比較的低いため雲霧帯の形成は一部に限られており、小笠原群島では父島中央部の一部、母島の中央山地に見られ、小笠原群島よりも標高が高い火山列島の北硫黄島と南硫黄島の高所にははっきりとした雲霧帯が存在する。湿度が高い雲霧帯ではシダ植物や着生植物などが豊富に生育し、小笠原諸島の中では狭い地域ではあるが独特の生態系が形成されている。このように小笠原諸島内の気象条件の差によって、より複雑な生態系が生み出されることになった環境省（2010）p.36。
小笠原諸島の生物相の特徴
生物地理区の区分上において、小笠原諸島は日本で唯一オセアニア区に属している世界遺産条約暫定リスト 環境省、林野庁。小笠原諸島の生物相の特徴としては、特に歴史が長い小笠原群島では独自の進化を遂げた固有種が数多く分布していることが挙げられる。また植物相では裸子植物がシマムロの一種のみ、動物相では哺乳類がオガサワラオオコウモリ一種のみ、爬虫類はオガサワラトカゲとミナミトリシマヤモリの二種のみ、そして両生類は全く見られないなど、通常の生物相のあり方から見て不調和な点が多く見られる。これらは通常の生物相に比して著しく多様性が乏しい群であるが、他方でカタツムリの仲間である陸産貝類や昆虫類のクロトラカミキリ属やオガサワラヒメカタゾウムシ属のように、著しい適応放散を起こし多くの種が分化している例も見られる神奈川県立生命の星・地球博物館（2004）p.6、環境省（2010）pp.74-86。
大洋島としての特徴 小笠原諸島における生物相の特徴の多くは、これまで大陸などと地続きになったことがない大洋島の生物相の特徴と一致する（島嶼生物学を参照）。大洋島では海を渡って到達できる種に制限があり、小笠原諸島では生育に淡水が欠かすことが出来ない両生類や、種子が海を渡ることが困難なシイやカシ類が存在しない。そして到達して子孫を増やすことが出来る種は偶然性によっても左右されるため、哺乳類や裸子植物は一種のみ、爬虫類も2種のみといったように通常の生物相ではおなじみの種が見られないという不調和が存在する。このために一面では生物相が貧弱であるとの評価も成り立つが、小笠原に到着して環境に適応した種は、著しい適応放散により多くの種が分化した清水（2010）pp.53-55。
そして多くの森林で主要種となっているブナ科やマツ科の植物が見られないため、どちらかと言うと通常の生態系では脇役であるトベラ属、クスノキ属、イヌビワ属などが勢力を広げ、またオオカミやトラなどといった肉食動物やウシやウサギなどといった草食動物も見られないため、捕食者に欠ける生態系となって毒草や棘を持つ植物が少ないなど防御能力の低下をもたらした。その結果として外来種の侵入に脆弱な種が多くなった。
植物相 thumb|200px|right|母島、南崎からの光景 thumb|200px|right|タマナ（テリハボク）の並木。母島、御幸之浜 thumb|200px|right|木性シダ植物の一種・マルハチ。 小笠原諸島の植物相でまず特徴として挙げられるのは、例えば裸子植物がシマムロ一種のみであることや、ブナ科のシイやカシなどが全く見られないというように、種構成が一般的な生態系には存在する種が見られないという点が挙げられる。これは他の陸地から大きく隔絶された小笠原諸島まで多くの種が風散布型の種子を持つ裸子植物や、シイやカシ類のドングリの実がたどり着くことが極めて困難であることに起因していると考えられている。なお小笠原諸島唯一の裸子植物であるシマムロは液果を持ち、液果を食した鳥によって祖先が小笠原諸島までたどり着いたものと考えられている。また緯度的、気候的には発達していてもおかしくないマングローブが見られない。これもやはりマングローブで生育する植物が広い海洋を渡って分布を広げることが困難であることが原因と考えられる清水（1998）p.16、清水（2010）pp.100-101。
小笠原に到達した植物の多くは東南アジアや沖縄方面にその起源があると考えられている。代表的な種としてはムニンヒメツバキ、テリハハマボウなどの小笠原固有種が挙げられるが、アカテツ、モクタチバナなど固有種となっていない種も見られる。しかし沖縄の森林で主要な構成種となっているシイ類やカシ類、そしてマツ等は自然分布としては小笠原に到着することはなかった。小笠原南方のオセアニア方面由来の植物の数はあまり多くはないが、最も近接する種がフィジーなどマルケサス諸島にあることが判明したムニンフトモモを始め、ビャクダン属の北限種とされるムニンビャクダン、巨大化するキキョウ科植物として知られるオオハマギキョウ、などといった注目すべき植物が見られる。オセアニア由来の小笠原諸島の植物は、古い時代に分化したものと考えられる。日本本土からやってきたと考えられる植物はオセアニア由来のものよりも更に数が少なく、ナガバキブシ、チチジマキイチゴが挙げられる。これらの事実から小笠原にはまずオセアニア方面から熱帯性の植物がやってきて、その後に東南アジアや沖縄から渡ってきた亜熱帯性の植物が繁栄するようになり、現在に至っているとの説が唱えられている清水（2010）pp.84-86、環境省（2010）pp.42-42。
小笠原の生態系を構成する植物には一般的な生態系から見て偏りが見られるが、ひとたび小笠原諸島にたどり着いて環境に適応した植物は、適応放散によって多くの種が分化することになった。例としては小笠原諸島の固有属としてはミカン科のシロテツ属、キク科のワダンノキ属、シダ類のリュウビンタイ科リュウビンタイモドキ属があり、シロテツ属、トベラ科トベラ属などでは3種以上の種が小笠原諸島内に分布している。このような適応放散の結果、小笠原諸島内には多くの貴重な固有種が分布することになった小野（1994）pp.104-113、環境省（2010）pp.44-45。
小笠原諸島の植物には他にも顕著な特徴が見出せる。まず雌雄異株である植物の割合が高いことが挙げられる。これは島という隔絶された環境下では、種は狭い地域に少数の個体が分布することになるため、遺伝子の多様性を保つためには雌雄異株のほうが有利であるためと考えられている。例としてはムニンアオガンピは雌雄異株であるが、南西諸島に分布する近接種であるアオガンピは両性花をつける。また小笠原のムラサキシキブ属には両性花をつける個体と雄花のみの個体が見られるが、両性花の花粉は受精機能を持たず事実上の雌花となっていることが確認されており、これは雌雄異株となっていく過程にあるものと考えられている清水（1998）pp.66-68、清水（2010）pp.137-138、環境省（2010）p.49。
またガラパゴス諸島やハワイ諸島などの大洋島では、草本類が巨大化ないしは木本化する例が知られているが、小笠原諸島でも、母島の標高が高い雲霧林的な環境にのみ分布するキク科の固有属であるワダンノキは、樹高が5メートルに達するれっきとした樹木であり、また日本本土にも分布するキキョウ科ミゾカクシ属のオオハマギキョウは、樹木にはならないものの大きいものになると3メートルにもなり、日本本土の一年生草本のミゾカクシ属とは大きな違いが見られる清水（1998）pp.33-36、清水（2010）pp.142-143、環境省（2010）p.50。
いったん海を渡って小笠原諸島に到着した植物の中には、長い距離を渡ってやって来たのにもかかわらず、種子の移動手段が失われた例が見られる。例えばテリハハマボウは沖縄などに分布するオオハマボウから分化した種と考えられている。オオハマボウの種子は海水に浮き、海流に乗って小笠原まで分布を広げたものと見られているが、テリハハマボウは海水に入れても種子は沈んでしまい、海を隔てて分布を広げる能力が失われてしまっている。そのため現在父島と母島のテリハハマボウには遺伝子レベルで差異が現れ始めていることが明らかになっており、その反面、父島や母島の海岸部には沖縄や奄美諸島と遺伝子的に近いオオハマボウが生育しており、小笠原諸島のオオハマボウは遠い沖縄や奄美との関係性が保たれていると見られている清水（2010）pp.139-141。
その他小笠原諸島内で見られるイヌビワ属のオオヤマイチジク、トキワイヌビワ、オオトキワイヌビワの3種の固有種があるが、それぞれの種は特定のイチジクコバチのみが受粉を担っている事実が判明しているなど、植物と昆虫の共進化の様相を見ることが出来る点清水（2010）pp.117-120、環境省（2010）p.50。そしてヤギやヒツジ、シカなどという草食動物が存在しなかったため、棘を持っていたり有毒であるなど、食べられないよう防御する機構を持つ植物が極めて少ないという特徴も挙げられる清水（2010）pp.160-161。
湿性高木林と雲霧帯 thumb|200px|right|シマホルトノキ。母島の乳房山中腹で撮影。 父島や母島の低地を中心とした湿潤な環境下では、樹高20メートルになるシマホルトノキ、ウドノキ、テリハハマボウ、アカテツ、ムニンエノキ、オガサワラグワなどで林冠を形成し、下層にはモクタチバナが多く見られる湿性高木林が発達した。湿性高木林では日本本土などで極相林の優占種となっている陰樹であるシイ類、カシ類が存在せず、ムニンエノキ、オガサワラグワなどといった陽樹が多く混生している特徴がある。これは小笠原諸島をしばしば襲う台風の影響で森林が大きく撹乱されることによって湿性高木林の樹木の更新が行われるため、陽樹が多く混生する余地があるものと考えられている清水（2010）pp.126-128、環境省（2010）pp.39。
湿性高木林はテリハハマボウ、ヤロードなどという小笠原諸島固有種が多く分布し、またセキモンノキ、オオヤマイチジクなどといった絶滅危惧種も分布している。しかし耕地に適した場所が多かった湿性高木林はそのほとんどが明治時代からの開墾によっていったん農地化されてしまい、父島では谷筋にわずかに残存するのみとなっており、母島でも石門、桑ノ木山にまとまって残っているのみであり、かつて湿性低木林であった場所の多くは現在、リュウキュウマツとムニンヒメツバキが繁茂している。
標高が高い火山列島の北硫黄島、南硫黄島の高所にはほぼ通常的に雲霧に包まれるために雲霧帯となっており、雲霧林が形成される。また小笠原群島の中で最高点が標高462メートルと最も高い母島でも、高所で雲霧林が形成されている。雲霧林は高湿度のため蘚苔類が多く見られ、また樹木には多くの着生植物が生育している。母島の雲霧林では一属一種のワダンノキが低木林を形成している場所があり、北硫黄島、南硫黄島の雲霧林では伊豆諸島には分布するものの小笠原群島には見られないガクアジサイ、ヒサカキの群落が見られるなど、興味深い環境が形成されている。特にこれまで人の手がほとんど加わっていない南硫黄島の雲霧林では多くの絶滅危惧種の植物が存在し、南硫黄島独自の陸産貝類相が形成されていることがわかってきた清水（1996）p.281、清水（2010）p.88、p.143、環境省（2010）p.36。
乾性低木林 小笠原の自然環境の特徴の一つとして乾性低木林の存在が挙げられる。乾性低木林は冬も温暖な亜熱帯性気候であり、また梅雨が明けた後の夏季に乾燥した時期が続くという、現在の小笠原群島の気象環境の中で形成されていったと考えられる環境省（2010）pp.38。
乾性低木林は樹高5-8メートル程度の、他の地域で見られる近縁種と比べて葉が厚いなど、乾燥に強い形態に進化した低木で構成された植生であり、地中海性気候の硬葉樹林との類似性が指摘されている。父島列島の父島、兄島に広く分布し、母島列島にも母島南部、妹島などにも存在している。乾生低木林ではかつて小笠原群島がもっと湿潤であった時代の遺存種であると考えられるムニンノボタン、ムニンツツジなどや、逆に乾燥化が進みつつある環境に適応したトベラ類など、貴重な固有植物を数多く見ることができる。乾性低木林が最もよく保存されている兄島では、他の島々では見ることができなくなった固有の陸産貝類が多く生存していることが確認されており、小笠原固有の貴重な自然環境として保護が進められている清水（2010）pp.129-131、環境省（2010）pp.38-39、p.47。
父島の乾性低木林で見られるムニンノボタンと、母島のハハジマノボタン、北硫黄島のイオウノボタン、南硫黄島のノボタンの比較などから、元来小笠原群島はもっと大きく標高も高い島であったものが、次第に島の面積が小さくなって標高も低くなり、島の気候が乾燥化する中で乾燥に耐えられる植物によって構成される乾生低木林が形成されていったとの仮説が立てられている清水（2010）pp.134-136、環境省（2010）p.46。
動物相 thumb|200px|right|小笠原の野鳥。父島の初寝浦海岸付近で撮影。 小笠原諸島の動物相は海鳥類を除いて基本的に貧弱である。確実であるとされる自然分布の哺乳類はオガサワラオオコウモリのみであり、爬虫類はオガサワラトカゲと南鳥島と南硫黄島で確認されているミナミトリシマヤモリの2種のみ、そして自然分布の両生類はないと考えられている。これは大陸などから隔絶された大洋島である小笠原諸島にたどり着いて分布を拡大することが出来た種が少なかったということと、島の面積が小さいために多くの種の存在が困難であったということによるものと考えられている。オガサワラオオコウモリはその生息数の減少が確認されており、現在絶滅の恐れが指摘されている環境省（2010）p.53。
また小笠原諸島近海には冬季のザトウクジラをはじめとする多くのクジラ・イルカ類が回遊していることが知られており、これらを対象としたホエールウォッチングは小笠原諸島の有力な観光資源でもある。また、父島列島と母島列島は合計500頭以上のメスのアオウミガメが産卵をする一大繁殖地である清水（2010）pp.148-149、環境省（2010）p.60。
鳥類は陸鳥は少ないものの、メグロ、オガサワラノスリ、アカガシラカラスバト、オガサワラカワラヒワなど貴重な固有種、固有亜種が分布している。小笠原諸島の陸鳥について特筆すべきはオガサワラカラスバトなどの絶滅種の多さである。小笠原諸島に生息していた固有種4種のうち、現存はメグロのみであり、あとの3種は既に絶滅してしまっている。またオガサワラノスリ、アカガシラカラスバト、オガサワラカワラヒワについては生息数減少のため絶滅が危惧されている環境省（2010）pp.55-59。
西太平洋上に浮かぶ小笠原諸島は海鳥の貴重な繁殖地となっており、中には南硫黄島が現在確認されている全世界で唯一の繁殖地であるクロウミツバメ、西太平洋で聟島列島が唯一の繁殖地とされるコアホウドリ、現在父島列島の東島と南硫黄島のみで繁殖していると見られている固有亜種のセグロミズナギドリなど、世界的に見ても貴重な海鳥が繁殖している。
魚類については、淡水魚類については川や湖などの淡水系があまり発達していないため多くはないが、それでも父島、兄島、母島には固有種のオガサワラヨシノボリが分布している。また小笠原近海には数種の固有魚類が分布していると考えられている。小笠原諸島内の河川には8種の陸水棲のエビ類が見られるが、オガサワラコテナガエビとオガサワラヌマエビは小笠原諸島固有種であり、特に河川の上流部に生息するオガサワラヌマエビは、大洋島では非常に珍しい河川で一生を過ごす陸封型であるとされる。そして小笠原諸島の河川にはタケノコカワニナ属の固有種であるオガサワラカワニナが生息しているが、オガサワラヌマエビと同じく淡水域で一生を過ごしていると考えられ、これは主に河川の河口周辺の汽水域に分布する他のタケノコカワニナ属には見られない特徴である。オガサワラヌマエビやオガサワラカワニナは元来汽水域に分布していた種が、大洋島である小笠原諸島で淡水域にまで分布を広げたことを示しており、生態系の隙間に進出する貴重な例であるといえる清水（2010）pp.150-153、環境省（2010）pp.62-65。
昆虫類 小笠原諸島の昆虫類は固有種が多いことと、種構成に偏りが見られるといった特徴がある。固有種の多さについては小笠原諸島の昆虫は現在のところ18の固有属、379種の固有種が知られている。種構成の偏りについては、幼虫時に淡水下での生育が必要であるカワゲラ目が見られないなど、他の陸地から大きく離れた小笠原諸島まで到着できた種が限られていたことにより生じたものと考えられ、これは大洋島の一般的な特徴である環境省（2010）pp.67-68。
小笠原諸島に生息する昆虫の固有種の多くは、ミクロネシア系か東南アジアなど東洋区系が起源であると考えられている。固有種の祖先の多くは古い時代にミクロネシアないし東南アジアなどから小笠原に到着し、その後固有種に進化していったものと考えられる。昆虫類の中ではクロトラカミキリムシ属やオガサワラヒメカタゾウムシ属などは小笠原群島内で適応放散による分化が進み、現在では各列島や島々で別種が生息している。更にクロトラカミキリムシ属と別系統のミナミイオウトラカミキリが火山列島の北硫黄島と南硫黄島に生息していてそれぞれ亜種に分化しており、南硫黄島にはオガサワラヒメカタゾウムシと近縁ながら別属のミナミイオウヒメカタゾウムシ属が分布している環境省（2010）pp.77-78。