En ambients lacustres i aquàtics hi ha una gran diversitat de microorganismes que viuen a l’aigua. L’origen càrstic d'aquesta aigua determina que tingui un elevat contingut en minerals i sals que d’alguna manera condiciona el tipus de fauna que hi podem trobar.

A l’Estany de Banyoles i als estanyols el zooplàncton, microorganismes que viuen a les aigües lliures, està composat per crustacis i rotífers. Entre els crustacis, una de les espècies majoritàries és el diaptòmid dominant filtrador Arctodiaptomus salinus, espècie d'aigües mineralitzades i de distribució circummediterrània. Pel que fa als rotífers, només esmentar que Hexarthra fennica és també una espècie indicadora d'aigües mineralitzades. La fauna bentònica, la que viu a tocar els fons, és formada per larves de quironòmids (mosques i mosquits), crustacis, nemàtodes i oligoquets (cucs). Entre els quironòmids destaquen Procladius, Cladopelma, Microchironomus i Chironomus com a gèneres característics. La fauna invertebrada de la zona litoral on hi ha vegetació aquàtica, i dels recs i rieres, és molt rica. A més de rotífers, copèpodes i cladòcers, s'hi troben animals més visibles, com ara nàiades (cloïsses d'aigua dolça), cargols, planàries, esponges i crustacis superiors, com el cranc de riu americà (Procambarus clarkii).

Les nàiades són presents, especialment a les rieres que aflueixen a l'estany i en els recs de desguàs d'aquest, però també a les zones planes i poc profundes de l’estany. Les espècies pertanyen als generes Anodonta (A. anatina), Unio sp. i Psilunio o Potomida sp. Per aquests dos últims gèneres hi podria haver més d’una espècie, subespècie o, fins i tot, endemismes propis de l’Estany, i és que hi ha una gran complexitat en diferenciar taxonòmicament les espècies i cal esperar a les conclusions d’estudis genètics per a saber exactament que tenim a l’estany. A nivell comarcal cal remarcar per la seva singularitat la presència de la nàiade Unio elongatulus ssp. aleroni al riu Ser, on va ser descoberta per primer cop l’any 1992, i que llavors es considerava extingida a tot Catalunya. Aquesta espècie es troba distribuïda per diversos afluents del riu Fluvià, i en alguns canals i derivacions del mateix riu principal, a part de localitzacions molt puntuals a la conca del Ter, la Tordera i el Llobregat. S’ha de destacar la possibilitat que l'estany sigui un enclavament amb una elevada diversitat de mol·luscs, com ho mostra la presència de bivalves de petita talla en el sediment, del gènere Pisidium; l'abundància d'altres gèneres com Lymnaea, Gyraulus, Physa, Armiger, entre d'altres, i la singularitat de Radix auricularia i de l'espècie Vertigo moulinsiana. També s’han localitzat esponges dels gèneres Ephydatia i Spongilla. 

I entre els crustacis, són molt abundants: la gambeta Athaephyra desmarestii que era capturat per fer-lo servir d'esquer de pesca, i l'amfípode Echinogammarus pungens; ambdues espècies de distribució circummediterrània, com l'abans esmentat Arctodiaptomus salinus. Entre els crustacis cal destacar el cranc de riu americà Procambarus clarkii, una espècie molt estesa per l’Estany, estanyols, llacunes, recs i tots els cursos fluvials de la comarca. La seva expansió va causar la total desaparició del cranc de riu autòcton Austropotamobius pallipes. Recentment en un estudi sobre la possible reintroducció del cranc de riu autòcton a les rieres del curs mig del riu Ter (Montserrat, 2004) s’ha citat el riu Revardit com a una zona potencialment molt interessant per a la reintroducció d’aquesta espècie.

S’han de destacar els estudis de la fauna invertebrada de l'estanyol o platja d'Espolla on s'han descrit 113 taxons d'animals aquàtics, el que demostra una elevada riquesa específica. D’aquests taxons, en destaquen els 82 que pertanyen al grup dels insectes, que dominen la composició faunística de l’estanyol, dividits en diversos ordes com les 34 espècies de dípters, 22 taxons de coleòpters i els 17 taxons d’heteròpters. Els crustacis són el segon grup més abundant després dels insectes, amb una bona representació sobretot del grup dels cladòcers. D’aquest grup en destaca per la singularitat el notostraci primitiu anomenat triops (Triops cancriformis) propi d'aigües temporànies, abundant a les llacunes i estanyols del Pla d'Usall-Martís. De fet hi ha una gran predominància d’espècies pioneres amb gran capacitat d’habitar tots tipus d’indrets aquàtics i de suportar les sequeres temporals, i que colonitzen ràpidament l’estanyol els primers dies de la inundació. A més s’han capturat dues espècies de crustacis hipogeus cavernícoles, relacionats amb el sistema càrstic del subsòl, concretament un isòpode Stenasellus cf. buili i una amfípode Niphargus cf. delamarei.

A la majoria de trams del Matamors, el Merdençà o Riera de Rodeja, la riera de Sant Miquel o el riu Ser i el riu Terri, es poden trobar espècies pròpies de rius mediterranis de curs mitjà d'aigües netes o poc contaminades com larves de libèl·lules, sangoneres, planàries, gasteròpodes, efímeres o tricòpters. 

Els invertebrats terrestres probablement són un dels grups menys estudiats i coneguts de la comarca. Només s'han dedicat alguns esforços a estudis puntuals i mostrejos d'alguns grups de fauna invertebrada com ara lepidòpters (papallones) i odonats (libèl·lules). 

Els estudis de papallones han aportat un llistat de més de 300 espècies, la majoria procedent de prospeccions a l’entorn de l’Estany de Banyoles. Cal destacar les observacions puntuals d'individus de papallona de Graells (Graellsia isabelae), que es troba en alguns boscos de pi roig i pinassa de l’entorn de l’Estany i els turons de Porqueres i Serinyà, o la presència del lepidòpter Proserpinus proserpina, espècie protegida, trobada a Sant Miquel de Campmajor i Banyoles. Entres les espècies de lepidòpters més interessants hi ha també Euphydryas aurinia i Callimorpha (Euplagia) quadripunctata, doncs estan incloses al llistat d’espècies d’interès comunitari, però també en destacaria la diversitat d’espècies d’ambients humits, sobretot en les espècies nocturnes. Altres invertebrats a destacar són l'escarabat barranyiquer del roure (Cerambyx cerdo), i l'escanyapolls (Lucanus cervus) present en algun dels turons del voltant de l’Estany. Un altre grup que s’ha estudiat parcialment, tant a l’Estany de Banyoles com al riu Ser, són els odonats, libèl·lules i espiadimonis, destacant per la seva diversitat, 32 taxons diferents una de les més altes de Catalunya, i per la presència d’alguna espècie singular com Oxygastra curtisii i Selysiothemis nigra.