Sesuai dengan namanya, yaitu Shark Bay, teluk ini menjadi habitat banyak sekali ikan hiu, yang jenisnya lebih dari selusin. Yang termasuk di dalamnya adalah ikan hiu macan yang menakutkan dan ikan terbesar di dunia, yaitu ikan hiu paus yang berukuran raksasa namun tidak berbahaya.

Selain ikan hiu, perairan ini juga dihuni oleh lumba-lumba, sehingga menangkal mitos bahwa di mana ada lumba-lumba, di situ tidak akan ada ikan hiu. Beragam binatang lain di teluk ini mencakup ribuan ikan paus bungkuk yang beristirahat di sini dari perjalanan migrasi tahunan mereka ke arah selatan dan juga ribuan penyu yang setiap tahun mendatangi pantai ini untuk bertelur.

Objek atraksi yang paling menarik di Shark Bay adalah lumba-lumba hidung botol dari Monkey Mia, yaitu daerah pantai di pinggir Semenanjung Denham. Monkey Mia adalah salah satu dari sedikit pantai di dunia yang didatangi oleh lumba-lumba liar secara teratur untuk berinteraksi dengan manusia.