Мамонтовая фауна, или мамонтовый фаунистический комплекс, — фаунистический комплекс млекопитающих, обитавших в позднем (верхнем) плейстоцене (100—10 тыс. лет назад) во внетропической зоне Евразии и Северной Америки в особых биоценозах — тундростепях, существовавших во время оледенения и перемещавшихся в соответствии с изменениями границ ледника к северу или к югу.
Тундростепи возникли в предледниковом (перигляциальном) поясе последней ледниковой эпохи (последнего оледенения) в особых ландшафтно-климатических условиях: резко континентальный климат с низким уровнем средних температур при сухом воздухе и значительной обводнённости территории летом за счёт талых ледниковых вод, с возникновением в низинах озёр и болот. Флора тундростепи включала различные травянистые растения (особенно злаки и осоки), мхи, а также мелкие деревца и кустарники, произраставшие главным образом в долинах рек и по берегам озёр: ивы, берёзы, ольхи, сосны и лиственницы. Осенью трава высыхала и оставалась стоять в таком виде до весны, а малое количество выпадавшего снега позволяло травоядным питаться ею даже зимой. При этом общая биомасса растительности в тундростепи была, по-видимому, достаточно велика, в основном за счёт трав, что позволило расселиться на огромных пространствах предледникового пояса обильной и своеобразной фауне, подобной той, что встречается в современных саваннах[1]. Однако, более поздние палеогенетические исследования показали, что эффективный размер популяции шерстистых мамонтов в Берингии (40 — 150 тыс. особей) в благоприятных климатических условиях был всё-таки на порядок ниже предварительной оценки (1 млн особей), сделанной на основе плотности популяции слонов в национальных парках Африки[2].
Самым крупным представителем мамонтовой фауны (в честь которого она и названа) был шерстистый мамонт (Mammuthus primigenius Blum.) — северный слон, обитавший 300—10 тыс. лет назад на огромных пространствах Европы, Азии и Северной Америки[3]. Он был покрыт густой и очень длинной чёрной или тёмно-бурой шерстью с длиной волос до 70—80 см. Кости этих животных находят в Сибири практически повсеместно.
Кроме мамонта в состав этой фауны входили также древние лошади (2 или 3 вида), шерстистый носорог, зубр, тур, овцебык, як, степной зубр, гигантский большерогий олень, благородный и северный олени, верблюд, антилопа сайга, дзерен, лось, кулан, пещерный медведь, пещерный лев, пещерная гиена, гомотерий, волк, росомаха, песец, сурки, суслики, лемминги, зайцеобразные и др. Состав мамонтовой фауны свидетельствует о том, что она произошла от гиппарионовой фауны, будучи её северным приледниковым вариантом. Для всех животных мамонтовой фауны характерны приспособления к жизни в условиях низких температур, в частности длинная густая шерсть. Животные многих видов увеличились в размерах: большая масса тела и толстый слой подкожного жира помогали им легче переносить суровый климат.