猕猴是我国第二类保护动物；它以果为主食，有时也吃幼嫩枝叶、谷子、番薯、花生等农作物。猕猴寿命最长的可活到30岁，一般一年一胎或3年两胎。南湾猕猴以耐高温、灵敏见长，有很高的药用价值。在保护区未成立前，这里的猕猴已到濒临灭亡的绝境。1965年，陵水县南湾野生猕猴自然保护区管理站成立。1976年，正式成立了南湾猕猴自然保护区，面积为1000多公顷。经过多年封山育林，现在的南湾半岛已是树木繁多，葱郁茂密，有乌墨、桃金娘、石榴、山芭蕉等50多种果木。
南湾半岛是我国目前唯一一个驯养猴子的保护区。在工作人员的不懈努力下，现在已成功地实现了两个猴群的上百只猴子的人工驯化，可以定时召唤猴子下山就餐。保护区内修建了一座游乐园，有秋千架、假山石和树林，供猴群嬉戏。里面还建有观猴廊，游人可坐在石凳上给猴喂食、与小猴玩耍或拍照。在观猴廊前面山坡上，塑有一尊半人高的石猴像，威风凛凛面向大海。每天上午9点和下午4点，管理人员一串响亮的口哨声即把训练有素的猴子们唤下山来就餐。它们互相追逐抢食，情态可爱。
猕猴的领域观念很强，半岛上的猴子都是分群而居，结队而行。每群猴子各霸一方，老死不相往来，偶尔相遇，便要格斗一番。猴群的活动由猴王指挥。为争夺或保住王位，每年强壮公猴与猴王之间都要出现几番拼杀。
除猕猴之外，南湾半岛上还有其它动物。据统计，在保护区共有24种鸟，其中以斑鸠、鹧鸪为数最多。爬行类动物有晰蜴、眼镜蛇、金环蛇、蟒蛇等，数量最多的是蟒蛇，最大的蟒蛇有将近30公斤重，兽类有水鹿、黄猄、豹猫、小灵猫等，都是国家珍贵保护动物。