Megafauna on yhteisnimi suurikokoisille maaeläimille. Suurikokoisen rajana on pidetty joko sataa kiloa tai sataa paunaa (100 lb, noin 45 kiloa). Sanaa käytetään etenkin jääkaudella eläneistä, sittemmin sukupuuttoon kuolleista lajeista. Myös nykyään eläviä suurikokoisia kesyttämättömiä eläimiä, kuten norsuja ja leijonia voidaan pitää megafaunana.
Viimeisen jääkauden (Euroopassa Veiksel-jääkauden) megafauna oli jääkauden oloihin sopeutunut suureläimistö. Siihen kuuluivat mammutti, villasarvikuono, saiga-antilooppi, myskihärkä, peura, biisoni, arovisentti, hevonen, kameli, luolahyeena, luolaleijona ja luolakarhu, sekä harmaakarhu, jääkarhu, susi, villikoira ja niin edelleen. Merkittävä osa pleistoseenin magafaunasta hävisi pleistoseenin lopussa ja holoseenin alussa. Tämän pleistoseenin megafaunan tuhon syyksi on epäilty ihmisen harjoittamaa metsästystä, ilmastonmuutosta, kosmista katastrofia jne. Jääkauden megafaunaan kuului tundran, metsän ja aron lajeja.
Noin 30 000 vuotta sitten laajimmalle levinneet jääkautiset suureläimet olivat mammutti ja villasarvikuono. Näiden elinalue supistui, kun ilmasto kylmeni. Mammuttifauna tarkoittaa sitä plestoseenin magafaunan osaa, joka asui suunnilleen villamammutin asuinalueella, mutta siihen voidaan lukea megafaunaa kevyempiäkin eläimiä. Mammuttifaunan asuinaluetta kutsutaan monesti arotundraksi ja/tai mammuttiaroksi, vaikka mammutti näyttää asuneen kasvillisuudeltaan monenlaisilla alueilla. Siperian mammuttifaunaksi lasketaan yleensä villamammutti, biisoni, tsherskinhevonen, villasarvikuono, peura, baikalinjakki, myskihärkä, pohjoinen saiga, susi, jääkarhu, ahma, luolaleijona ja luolakarhu.
Euraasiassa mammuttifauna jaetaan arktiseen ja boreaaliseen. Ukrainassa arktisen faunan eteläraja oli noin 50. leveysasteella, mutta lännempänä se kattoi käytännössä koko Ranskan. Boreaalisen faunan eteläraja kulki vähän ikiroudan rajan pohjoispuolella noin 40. leveydellä ja oli Itä-Siperiassa 60. leveydellä. Metsämaan lajit elivät yleensä vuoristoissa, mutta myös jokien varsilla.