تنوع آب و هوایی و شرایط متفاوت اقلیمی قاط مختلف استان، زمینه‌ساز پیدایش تنوع گیاهی و جانوری شگفت‌انگیزی شده است. گونه‌‌های جانوریِ حیات‌وحشِ استان زنجان به چهار گروه تقسیم می‌شوند:
۱. پستانداران مشتمل بر قوچ، میش، کل، بز و آهو، هم‌چنین خرس، پلنگ، گرگ، کفتار، خرگوش سیاه، گربهٔ وحشی، روباه، شغال، خرگوش، سنجاب، گورکن، سمور و گراز.
۲. پرندگان بومی مشتمل بر کبک، تیهو، فاخته، قمری، یاکریم، انواع عقاب، کبوتر، کرکس، لاشخور، دلیجه، مرغابی، لک‌لک، کلاغ، سار، زاغی، غراب، حواصیل و بوتیمار.
۳. پرندگان مهاجر مشتمل بر هوبره، فلامینگو، درنا، پلیکان، انواع غاز، انواع مرغابی، چنگر، باقرقره، خروس کولی و آنقورت.
۴. آبزیان مشتمل بر انواع ماهیان از قبیل : کپور، قزل‌آلا، سیاه‌‌کولی، زردپر، سوف و بزماهی.
منطقهٔ حفاظت‌شدهٔ انگوران
منطقهٔ انگوران که مساحت آن نزدیک به ۱۱۱ هزار هکتار است، از سال ۱۳۵۰ منطقهٔ حفاظت‌شده اعلام شده است. این منطقه، در گذشته زیستگاه بیش از هزار قوچ، میش، کل و بز بود؛ اما متأسفانه در سال‌‌های ۱۳۷۵ و ۱۳۵۸ عد‌ه‌ای سودجو و فرصت‌طلب، جانوران آن را به تاراج بردند. در حال حاضر، با تدوین برنامه‌‌های احیایی و حفاظتی، تعداد جانوران وحشی آن تا حدود قابل‌توجهی افزایش یافته است.
از دیگر مناطق حفاظت‌شدهٔ استان می‌توان از منطقهٔ‌حفاظت‌شدهٔ «شهرین» زنجان یاد کرد.