Nella zona di mare attorno a Capo Falcone e all'isola dell'Asinara la fauna acquatica è particolarmente ricca. In particolare il tratto di mare che circonda l'Asinara è parte del Parco Nazionale ed è quindi area protetta ed inoltre il passato di isola inavvicinabile ha consentito tra l'altro la preservazione dei fondali contigui all'isola e di conseguenza della fauna marina.
Tra le speci che troviamo nella zona, in modo particolare nelle acque tra Capo Falcone e l'Asinara,ricordiamo la tanto celebrata aragosta la cui pesca, naturalmente fuori dall'area marina protetta del Parco, è fortunatamente, adesso limitata e controllata per preservarne la specie.
E' presente in molte aree marine della Sardegna anche la tartaruga marina (Caretta Caretta), la tartaruga marina considerata in pericolo di estinzione dalla International Union for the Conservation of Nature e quindi nella lista delle speci protette. In diverse occasioni degli esemplari sono stati salvati e restituiti al loro habitat naturale in Sardegna. A salvaguardia della specie agisce il Centro Recupero Tartarughe Marine situato sull'isola in località Cala Reale (precedentemente sino al 2012 era in località Fornelli),supportato dal CRAMA (Centro Recupero Animali Marini Asinara).
E' uno squalo di enormi dimensioni che arriva sino a 10 metri di lunghezza. E' stato avvistato in queste acque e nel 2009 un esemplare di circa 7.5 metri è finito nelle reti di un pescatore a Porto Torres. Va ricordato tuttavia che, a differenza degli altri squali, lo squalo elefante è del tutto innocuo in quanto si nutre esclusivamente di plancton. Anch'esso è purtroppo in via di estinzione.
Oltre allo squalo elefante, anche altre speci di squali sono presenti al largo delle coste di Capo Falcone e in qualche occasione alcuni esemplari si sono avventurati nel canale tra l'isola Piana e l'Asinara.
In particolare sono presenti piccoli squali come il palombo, la verdesca, ormai a rischio estinzione, ma non solo; anche il terribile squalo bianco è stato catturato nelle acque sarde ed un esemplare di oltre 6 metri è stato catturato a Stintino nel 1999.
Il parco marino dell'Asinara veste particolare importanza anche per 18 diverse speci di cetacei tra le quali la stenella, il delfino comune, il grampo, la balenottera comune e il capodoglio. In questa zona i cetacei sono presenti in quantità più che doppia rispetto alle altre zone del Mediterraneo.