As características abióticas e biológicas de Fernando de Noronha propiciam excelentes condições à prática do turismo de observação de fauna, por isso, os animais estão entre as atrações turísticas mais favoritas do Arquipélago. Os principais alvos do turismo de observação de fauna local são cetáceos, aves e ecossistemas recifais.

O Ecoturismo possui entre seus princípios a conservação ambiental aliada ao envolvimento das comunidades locais, devendo ser praticado sob os princípios da sustentabilidade, com base em referenciais da capacidade de suporte. No turismo de natureza, é comum utilizar um animal com grande simpatia pelos humanos, como espécie-bandeira da atividade.

Ao mesmo tempo em que o turismo baseado na natureza pode fornecer oportunidades para a administração local criar incentivos de apoio à conservação de espécies e habitats, pesquisas mostram que, a pressão exercida pela atividade turística atropela essas oportunidades degradando lugares considerados como paraísos ecológicos.

O turismo de observação de cetáceos em Fernando de Noronha ocorre por meio de passeio terrestre e de barco. Por terra, é fácil observar cetáceos do Mirante dos Golfinhos e do Forte Nossa Senhora dos Remédios. A observação feita por passeio de barco envolve três vezes mais turista que a observação a partir de terra. Porém, esta última proporciona maior componente informativo e educacional. Os cetáceos mais observados em Noronha são os golfinhos-rotadores, ao longo de todo o ano, e as baleias-jubartes, de julho a outubro.

A observação de aves pode ser feita ao longo de todo o ano em Fernando de Noronha, sendo que no período das chuvas, março a junho, os atobás e as viuvinhas estão nidificando, o que torna mais fácil a observação destes animais. O principal local para observação de aves marinhas em Fernando de Noronha é a trilha do Mirante dos Golfinhos ao Sancho. Imperdível para amantes de aves.

A observação de ecossistemas recifais de Fernando de Noronha é consequência natural já que o mar é a grande vedete local. A observação dos ecossistemas recifais pode ser por observação de superfície ou mergulho, onde os animais mais avistados são tartarugas, tubarões, lagostas, cardumes de peixes, corais e esponjas.