К северному берегу залива Бабушкин подходит полярная акула. На побережье зарегистрировано 118 видов птиц, из которых для 65 установлен факт гнездования. На озёрах держатся краснозобая гагара и лебедь-кликун, линяют нырковые утки — горбоносый турпан, обыкновенный гоголь, большой крохаль. В окрестностях мыса Астрономический гнездится белоплечий орлан.

Залив Бабушкин — относительно спокойное и кормное место, привлекающее в летний период серого и южного китов. На берегах залива держатся многочисленные тюлени. В окрестных горах встречаются лисица, бурый медведь и снежный баран. На береговых обрывах довольно часто встречается черношапочный сурок, пищуха и бурундук.