V Českosakém Švýcarsku se vyskytují jak horské, tak teplomilné druhy bezobratlých živočichů, případně druhy vázané na specifické podmínky, např. spáleniště. Nejlépe prozkoumanou skupinou bezobratlých je hmyz, zvláště některé čeledi brouků.
HMYZ
Brouci
Střevlíkovití
Na písčitých půdách a vřesovištích žije vzácný střevlík lesklý (Carabus nitens). V zachovalých bukových porostech je možné spatřit střevlíka nepravidelného (Carabus irregularis). V inverzních kaňonech říčky Kamenice žije vzácný střevlík Carabus problematicus. Na teplé otevřené stanoviště je vázán mizející západoevropský střevlík zlatitý (Carabus auratus), na rašeliništích a vřesovištích žije střevlík polní (Carabus arvensis) či vzácný eurokavkazský druh Pterostichus quadrifoveolatus. V údolí řeky Labe byl nalezen i vzácný Dyschirius intermedius.
Tesaříkovití
V oblasti byl prokázán výskyt 108 druhů tesaříků (Cerambycidae). K zajímavostem patří druhy obývající horské oblasti a přirozené jehličnaté lesy, které se v Českosakém Švýcarsku vyskytují v inverzních polohách v místech přirozeného výskytu smrku, jako např. tesařík pasekový (Pachyta lamed), tesařík čtyřskvrnný (Pachyta quadrimaculata) a především vzácný tesařík Acmaeops septentrionis, který žije na ohněm poškozených suchých stromech. V borových lesích se velmi vzácně vyskytuje tesařík zavalitý (Ergates faber). Výskyt tesaříka alpského (Rosalia alpina) se v současnosti nepodařilo prokázat, i když z minulosti je z tohoto území uváděno několik údajů.
Kovaříkovití
V zachovalých lesích v chladných inverzních roklích žije horský druh kovaříka Sericus subaeneus. V chladných lokalitách na vlhkých paloucích žije eurosibiřský druh Aplotarsus incanus. Na volných lokalitách s písčitým podkladem a na vřesovištích žije palearktický Cardiophorus asellus. K teplomilným druhům obývajícím květnaté bučiny na čedičových vrších patří Pseudanostirus globicollis. V území žije i náš největší kovařík Stenagostus rufus, který je zde vázán na borové lesy.
Ostatní čeledi boruků
Velmi početně jsou v území zastoupeni nosatcovití (Curculionidae) a mandelinkovití (Chrysomelidae) brouci. K velmi významným patří především ty druhy, které obvykle žijí ve vyšších polohách, kdežto zde se vyskytují i ve velmi nízkých nadmořských výškách v úzkých údolích vodních toků. Zde se tyto druhy udržely od konce doby ledové vzhledem k podobně chladnému klimatu, jako je klima horské (tzv. glaciální relikty).
K významným indikačním druhům, které jednoznačně dokládají kontinuálnost, tj. stálost a přirozenost lesa na dané lokalitě, patří převážně bezkřídlí zástupci nosatcovitých, jednak rodu Acalles (A. camelus a A. commutatus) a druh Echinodera hypocrita. K nejvýznamnějším nálezům patří nedávné objevení vzácného horského druhu nosatce karpatského původu Plinthus tischeri, který zde žije na nejzápadnějším zjištěném bodu svého přirozeného rozšíření, a to pouze v nejstudenějších inverzních údolích.
Na příhodných lokalitách s písčitým podkladem žije jako velká rarita chrobák černý (Typhaeus typhoeus). Okolí Hřenska představuje jeho jedinou lokalitu v rámci celé České republiky!
Motýli
Na území Českosaského Švýcarska bylo prokázáno více než 1000 druhů motýlů. K chladnomilným horským a podhorským druhům patří např. hrotnokřídlec kapradinový (Hepialus fusconebulosus), drobníček Stigmella myrtillella či chrostíkovník Micropterix osthelderi, jehož nález u Dolského mlýna byl vůbec prvním nálezem v Čechách!. V rašelinných borech žije řada druhů, které jsou svým vývojem vázány na rojovník bahenní, např. drobníček Stigmella lediella, podkopníček Lyonetia ledi či pouzdrovníček Coleophora ledi.
K dalším významným druhům patří vzácný hnědásek chrastavcový (Euphydryas aurinia) žijící na vlhčích loukách, nehojný otakárek fenyklový (Papilio machaon), v Čechách velmi vzácný soumračník černohnědý (Heteropterus morpheus) či bělásek ovocný (Aporia crataegi).
Rovnokřídlí
V jeskyních a štolách byl jako velká rarita objeven koník jeskynní Troglophilus neglectus. Nálezy v CHKO Labské pískovce představují vůbec první údaje v rámci střední Evropy, neboť tento druh byl dosud znám pouze z jižního Rakouska a Balkánského poloostrova. Na čedičových vyvřelinách žije vzácná horská bezkřídlá kobylka Pholidoptera aptera bohemica, jejíž výskyt na NP České Švýcarsko je jedinou současnou lokalitou na území České republiky. Opakovaně byl na několika místech prokázán výskyt kobylky smrkové (Barbitistes constrictus), která se vyskytuje pouze v jehličnatých lesích.
Vážky
Dosud byl v Českosaském Švýcarsku prokázán výskyt 45 druhů vážek. Na zdejším území se můžeme setkat jak s druhy vázanými na tekoucí vody, např. motýlici lesklou (Calopteryx splendens), vzácnou klínatkou rohatou (Ophiogomphus cecilia) či páskovcem kroužkovaným a p. dvojzubým (Cordulegaster boltoni a C. bidentatus), tak i s druhy vázanými na kyselé vody rašeliništního charakteru, např. vážkou čárkovanou (Leucorrhinia dubia), vážkou jasnoskvrnnou (L. pectoralis), šídlem sítinovým (Aeschna juncea), vážkou tmavou (Sympetrum danae) a také vážkou podhorní (S. pedemontanum). Stojaté vodní plochy s porosty vodních rostlin jsou osídleny šídlem královským (Anax imperator) či šidélkem rudoočkem (Erythromma najas).
Ostatní zajímavé druhy hmyzu
Slunná místa na okrajích lesa vyhledává vzácná cikáda chlumní (Cicadetta montana). Na skalních plošinách, stolových horách, ale i v kaňonu Labe žije mravenec horský (Manica rubida). Výskyt v takto nízkých nadmořských výškách je jev u tohoto druhu jinde v Evropě nezjištěný. Z území pochází i nový druh pro vědu - květilka Phorbia kulai.
V jemném písku na úpati výslunných skal a převisů lze často pozorovat nálevkovité útvary, které jsou dílem larev mravkolva běžného (Myrmeleon formicarius) a které jim slouží k lovu kořisti, především mravenců.
OSTATNÍ BEZOBRATLÍ
Pavoukovci a korýši
V obasti se vyskytuje řada zajímavých duhů pavouků, např. luční druh slíďák suchomilný Arctosa figurata. Nápadný je křižák pruhovaný (Argiope bruennichi) obývající vlhké slunné louky a místa zarostlá vyššími bylinami a travinami. Do roku 1991 byl znám jen z nejjižnějších částí Moravy a Slovenska. Ze stepních pavouků zde můžeme potkat některé druhy slíďáků, zvláště pestře zbarvené druhy rodu Alopecosa. Ve vlhkých jeskynních a pod pískovcoými převisy se hojně vyskytuje pavouk meta temnostní (Meta menardi).
V periodických tůních se můžeme setkat s kriticky ohroženým korýšem listonohem letním (Triops cancriformis). Čisté tekoucí vody obývý rovněž kriticky ohrožený rak říční (Astacus astacus).
Měkkýši
Také mezi měkkýši najdeme několik zajímavých druhů, např. subatlantský druh slimáka Arion intermedius, u něhož nález v Edmundově soutěsce u Hřenska představoval vůbec první lokalitu v Čechách! Na čedičových vrších žije vzácná subatlantská závornatka černavá (Clausilia bidentata).
Žížaly
K zajímavým druhům patří např. horská žížala Octodrilus argoviensis vyskytující se v chladných údolích podél říček. Dosud byl tento druh znám pouze z horských poloh Krkonoš a Šumavy. Aporectodea icterica a A. limicola patří k druhům s atlantským typem rozšíření.