Já foram catalogadas 262 espécies de peixes, 1.100 de borboletas, 80 de mamíferos e 50 de répteis. O tuiuiú, símbolo do Pantanal, é apenas uma das suas 650 espécies de aves aquáticas, que constituem um dos mais fascinantes santuários de pássaros do mundo. Essa riquíssima biodiversidade depende, sobretudo, do fluxo das águas da Bacia do Rio Paraguai. Os navegadores espanhóis, impressionados com o período de cheias, apelidaram o Pantanal de "Mar de Xaraés".

As chuvas que caem entre outubro e abril fazem os rios transbordarem, inundando os terrenos de baixa declividade. Os peixes se reproduzem e os animais migram para as terras não alagadas. Ao final das chuvas, entre junho e setembro, os rios retornam ao leito, deixando nutrientes que fertilizam o solo e fazem nascer imensas pastagens. Em seguida, as aves constroem enormes ninhos na copa das árvores e procriam antes da maioria das espécies brasileiras.

Escolhido em dezembro de 2000 para fazer parte do Patrimônio Mundial da Unesco, o Pantanal está seriamente ameaçado. O Banco Mundial o considera uma área vulnerável e de prioridade máxima de conservação. Segundo a ONG Ecologia e Ação (Ecoa), sediada em Campo Grande/MS, os fatores que põem em risco a sustentabilidade do Pantanal são os seguintes:

• Há nítidos sinais de que a pesca industrial e o turismo estão se tornando atividades predatórias, como a diminuição do tamanho e do número de peixes.
  
  
• A modernização da pecuária difunde o uso de pesticidas, introduz variedades de capim, reduzindo a vegetação original, e aumenta a interferência no fluxo das águas com pequenas represas, estradas e drenagens.
  
  
• O projeto de construção da hidrovia Paraná-Paraguai, que ligará Cáceres, no Mato Grosso, a Nueva Palmira, no Uruguai, pretende encurtar o curso do rio e aprofundar seu leito para o tráfego de barcaças. Teme-se que o projeto no principal rio pantaneiro, o Paraguai, drene muita água e provoque secas em outras regiões.