Los anfibios se encuentran entre los grupos de vertebrados más vulnerables a los cambios fisiológicos inducidos por el cambio climático. Su piel permeable, ciclo de vida bifásico y huevos sin cubierta hacen que los anfibios sean extremadamente sensibles a pequeños cambios de temperatura y humedad. Se ha demostrado que su éxito reproductivo, funciones inmunes y grado de sensibilidad a contaminantes químicos pueden verse afectados directamente por el calentamiento global. Uno de los efectos negativos más destacado en la fisiología de los anfibios se da principalmente a través de cambios en el período de latencia metabólica durante la temporada invernal. Un claro ejemplo es el aumento de la mortalidad y reducción de la capacidad reproductiva en algunas poblaciones de sapo común (Bufo bufo): los inviernos cada vez más suaves provocan el acortamiento del periodo de latencia metabólica invernal,  causando un empeoramiento general del estado corporal de muchos individuos. Además, las temperaturas mínimas cada vez más suaves impiden que el metabolismo de estos anfibios les lleve al estado de latencia total durante el invierno, por lo que los individuos continúan consumiendo sus reservas y reduciendo como consecuencia su masa corporal. La pérdida de masa corporal incide directamente en una reducción de las probabilidades de supervivencia. También los eventos climáticos extremos como las sequías y las olas de calor están generando  efectos negativos en las poblaciones de algunos anfibios. Se ha demostrado que la ola de calor del 2003 generó impactos negativos considerables en la supervivencia de la rana común (Pelophylax perezi) en Europa. También se han constatado descensos poblacionales interanuales considerables en las poblaciones del tritón pirenaico (Calotriton asper) en nueve barrancos del Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido, directamente relacionados con los años con una mayor ocurrencia de eventos climáticos extremos  (principalmente avenidas y sequías).Por último, la fisiología y el comportamiento de los invertebrados también pueden verse afectados por los cambios en las condiciones climáticas. Este es, por ejemplo, el caso de la procesionaria del pino (Thaumetopoea pityocampa), cuyas poblaciones en los últimos años han aumentado su éxito reproductivo y ampliado su área de distribución en algunas zonas de los Pirineos como consecuencia del aumento de las temperaturas mínimas y de la reducción de los días de lluvia.  

Especialmente vulnerables a estos cambios son las especies migratorias y aquellas especies tanto terrestres como acuáticas cuya temperatura corporal depende de la temperatura ambiental. Los cambios fenológicos, además de buenos indicadores del cambio climático, tienen una importancia ecológica crítica, ya que pueden impactar sobre la capacidad competitiva de las diferentes especies y por lo tanto en la estructura de las comunidades y en definitiva en el funcionamiento del ecosistema.

En el caso de las aves migratorias, la mayor variabilidad climática que ha caracterizado las últimas décadas está alterando los patrones migratorios de algunas especies residentes temporales en los Pirineos. Entre los principales cambios documentados está el anticipo de la fecha de llegada al continente europeo en primavera, observado en más de 100 especies, el retraso en la partida otoñal y en general los cambios en los patrones migratorios, particularmente intensos en las aves migrantes de corta distancia. El anticipo de la fecha de llegada a Europa se ha vinculado al aumento de las temperaturas invernales en el África subsahariana, lugar de invernada de la mayoría de estas especies. Por otro lado, el retraso en la partida otoñal parece tener conexión con las altas temperaturas registradas en los lugares de llegada. En particular, se ha  estimado un avance promedio de la fecha de llegada de alrededor de 0,16 días al año desde 1959, con valores máximos para algunas especies de hasta 0,27 días al año.

Los cambios fenológicos afectan también a los invertebrados. Entre los insectos, los estudios sobre los lepidópteros y principales especies de polinizadores, han revelado su especial sensibilidad a los cambios de temperatura. Por lo que respecta a los lepidópteros, en las últimas décadas se han registrado adelantos en la fecha de los primeros avistamientos en la mayoría de las especies estudiadas, relacionados al parecer con el aumento de las temperaturas medias.

Es altamente probable que la tendencia actual en los cambios fenológicos de muchas especies animales se mantenga e incluso se acentúe en el futuro, a medida que aumenten las temperaturas y haya una mayor variabilidad climática a causa del calentamiento global. Además de modificar los calendarios fenológicos de algunas especies, el efecto acumulado podría acabar alterando gravemente las interacciones entre las diferentes especies, con consecuencias en todos los niveles de la cadena trófica, afectando a la dinámica de muchas especies y de los ecosistemas de alta montaña.

En términos generales, se ha estimado un desplazamiento promedio del área de distribución geográfica de las especies europeas de aproximadamente 17 km hacia latitudes mayores, y/o 11 m hacia altitudes superiores, por decenio . Un aspecto crítico para las especies de fauna de montaña reside en que los desplazamientos ascendentes se ven a menudo limitados por otros factores derivados de la actividad humana como la fragmentación del hábitat o los cambios en el uso del suelo. Estos factores pueden alterar la conectividad entre áreas del territorio, obstaculizando las migraciones hacia altitudes superiores y por lo tanto la capacidad de las distintas especies para adaptarse a las nuevas condiciones. Además, los desplazamientos en altura, en las montañas conllevan una pérdida de hábitat, ya que el área de distribución se reduce inevitablemente a medida que se asciende. Como consecuencia, algunas especies corren el riesgo de quedar progresivamente aisladas en las pequeñas áreas de hábitat adecuado restante, con el consiguiente aumento de su vulnerabilidad e incluso riesgo de extinción, debido a la escasez de alimentos y a la cada vez menor variabilidad genética de sus poblaciones.

En la mayoría de las especies de alta montaña el límite inferior del rango de distribución está restringido por las condiciones climáticas inadecuadas, mientras que el límite superior está condicionado por la disponibilidad de un tipo particular de vegetación, especie vegetal o hábitat. Por este motivo, los cambios en el rango de distribución de las especies pirenaicas también dependerán de la capacidad de la vegetación para desplazar su área de distribución con el tiempo: si la velocidad a la que se desplazan las comunidades vegetales es menor que la velocidad a la que varían las condiciones climáticas, las nuevas áreas de distribución potencial de muchos animales podrían reducirse considerablemente  respecto a las originales.

En cuanto a los mamíferos, las especies endémicas de alta montaña y con baja capacidad de dispersión parecen presentar una mayor sensibilidad a los efectos del cambio climático en su distribución. También algunas especies de aves podrían sufrir una contracción de su rango de distribución en los Pirineos. Si bien la capacidad de volar aumenta considerablemente su capacidad de dispersión, la reducción del rango de distribución de las comunidades vegetales de las que dependen muchas especies podría ser determinante en especies como la perdiz nival (Lagopus muta pyrenaica).

Las respuestas fenológicas y los cambios en la distribución de las especies tienen potenciales repercusiones negativas en las especies de niveles tróficos superiores y en general en aquellas especies que interactúan entre sí a través de sinergias de distinta naturaleza (relaciones interespecíficas). Algunos ejemplos son los casos de los sistemas herbívoro-planta, o depredador-presa, ya que los cambios en la presencia y/o abundancia que afectan a una determinada especie inciden también en las demás especies relacionadas, a través de desfases o desajustes entre los calendarios fenológicos. Estos desfases pueden alterar la capacidad de algunas especies para ejercer funciones clave en el ecosistema, y como consecuencia también el funcionamiento del ecosistema.

El desplazamiento en altura del área de distribución de las especies nativas puede suponer una ventaja competitiva para la expansión y asentamiento de algunas especies exóticas, ya que estas se encuentran con nuevos nichos climáticamente idóneos y con bajos niveles de competencia por los recursos a causa del desplazamiento de las especies originales. 

De la misma manera, algunas áreas protegidas que hasta ahora se encontraban interconectadas a través de corredores naturales o artificiales, es probable que resulten aisladas para ciertas especies que no toleren las nuevas condiciones climáticas de los corredores. Este fenómeno podría ser especialmente notable en los espacios protegidos con presencia de especies endémicas caracterizadas por una capacidad de dispersión reducida y un alto grado de especialización ecológica.

• Favorecer la creación de un catálogo de áreas pirenaicas especialmente sensibles al cambio climático para las zonas de la cordillera con ecosistemas emblemáticos y únicos, vulnerables o especialmente sensibles o que cuenten con especies amenazadas o endémicas cuya distribución y características dificultan su desplazamiento;
• Promover usos del territorio pirenaico compatibles con la conservación y con capacidad de amortiguar los efectos del cambio climático;
• Armonizar las políticas de adaptación de los demás sectores con los objetivos de protección, mejora y restauración de la biodiversidad para maximizar las sinergias positivas entre ellas ( principio de desarrollo sostenible);
• Fortalecer y redirigir los actuales planes de seguimiento y control de especies pirenaicas vulnerables, planes de prevención, control y gestión de especies exóticas invasoras y plagas en consideración a los potenciales efectos inducidos por el cambio climático;
• Profundizar en el estudio del desplazamiento de los rangos de distribución de las especies causado por el cambio climático y el potencial de adaptación de las diferentes especies en riesgo
• Actualizar las listas rojas de especies considerando su vulnerabilidad actual y potencial al cambio climático;
• Favorecer la creación de bases de datos transfronterizas, como los atlas pirenaicos de especies vegetales y animales;
• Promover la creación de mecanismos, metodologías y foros participativos para la coordinación de medidas de adaptación intersectoriales y transfronterizas destinadas a garantizar la protección de las especies y hábitats pirenaicos especialmente vulnerables al cambio climático;
• Fomentar la difusión de iniciativas de "ciencia ciudadana" en los Pirineos, concebida como iniciativas de colaboración efectiva entre ciudadanos e investigadores para enriquecer las bases de datos sobre seguimiento fenológicos de especies, observaciones de ecosistemas sensibles, recopilación de datos de muestreo y repositorios
• Garantizar la difusión efectiva de las acciones de adaptación finalmente promovidas, su progreso y los resultados obtenidos, a todos los actores interesados y a la sociedad.