Množství organických látek, teplota a síla proudu vody významně ovlivňují všechny ve vodě žijící organismy. Především teplota a rychlost proudění jsou pro řadu druhů limitující faktory. V toku Moravské Sázavy je hlavním dodavatelem základních živin splach a spad materiálu i látek z okolí. Dno tvoří větší kameny a štěrk. Pouze v zákrutách se nacházejí pískové naplaveniny. Živočichové vodního toku jsou dobře přizpůsobení silnému proudu tvarem těla a končetin, nebo žijí přitisknutí těsně k podkladu dna či spodní části kamenů. Okolí řeky je zarostlé olšemi, lískami a vrbami, které směrem do strání přechází v podmáčené, občas zaplavované nivy s bujnou vegetací.
Potravní řetězec pstruhového pásma, do kterého náleží Moravská Sázava po celé délce údolí, má poměrně jednoduchý systém. Naplavenými organickými látkami, detritem, řasami a mikroorganismy se živí bezobratlí. Dominantní úlohu tu mají početné skupiny larev létajícího hmyzu - chrostíci, jepice, pošvatky a korýši - blešivec potoční a beruška vodní. Pokusy s navrácením raků kamenáčů do Moravské Sázavy jsou zatím neúspěšné, neboť jsou tak citliví na obsah kyslíku ve vodě a znečištění organickými látkami, že jejich výskyt lze považovat za nahodilý.
Bezobratlé živočichy požírají ve všech stádiích nejen ryby, ale i ptáci a obojživelníci. Přirozeně zde loví pstruh obecný potoční a drobná vranka obecná. Druhová pestrost ryb se zvyšuje až na dolním toku díky přítomnosti hlubokých tůní a jezů. Ryby nejčastěji uvidíme jak tzv. ?stojí? v proudu a sbírají hmyz přímo z hladiny. Protože se Moravská Sázava využívá ke sportovnímu rybolovu, vysazují se sem někdy i ryby nepůvodní - siven americký a pstruh duhový. Drobné rybky všech druhů pronásleduje pestře vybarvený ledňáček obecný. Dříve vzácný pták se šíří po proudu i do vesnic, kde někdy hnízdí. Návrat citlivých druhů do prostředí způsobují nejen změny v systému zemědělské výroby, ale i výstavby kanalizací a čističek.
V posledních letech do Sázavského údolí pravidelně zalétají i velcí vodní ptáci. Volavky popelavé a zde hnízdící čápi černí však často páchají škody na rybí osádce, neboť v období nízkého průtoku vody často rychle zdecimují populace lososovitých ryb. Volavky sem zalétají hlavně v zimním období, kdy nemohou lovit v jiných než nezamrzajících tocích. Vidět zde můžeme i specializovaného lovce vodního hmyzu ? skorce vodního, který jako jediný z našich ptáků umí chodit po dně pod vodou. Při tomto náročném pohybu mu významně pomáhají silná křídla.
Obojživelníci vyhledávají pro rozmnožování klidnější slepá ramena a přilehlé louže, tůně a příkopy podél cest, neboť jim proudící a chladná voda nevyhovuje. Klidná voda se rychleji prohřívá, což výrazně ovlivňuje rychlost vývoje larev a zpravidla je i bohatá na plankton, kterým se larvy obojživelníků živí. Běžně lze spatřit skokana hnědého, čolka horského a ropuchu obecnou, jež se ale v údolí nerozmnožuje. Vzácně se můžeme setkat i s mlokem skvrnitým. Dospělé obojživelníky můžeme spatřit především na jaře v době rozmnožování. S příchodem června už vodu opouští většina jedinců a jejich životní aktivita se přesouvá do nočních hodin, kdy se vydávají na lov hmyzu, žížal a měkkýšů.
Klidné vodní plochy vyhovují i larvám mnoha druhů vážek. Největší a nejzdatnější bývají dravé nymfy lesklic, šídel a motýlic. Vlhké prostředí vyhledávají i srpice, jejichž samečci mají na konci zadečku pohyblivé klíšťky.
Nepočetnou skupinu savců spjatých s vodou reprezentuje v dolní části toku u Albrechtic především býložravá ondatra pižmová. Její přítomnost nijak neovlivňuje okolí, protože spásá travní porosty v okolí řeky. Problémy ale občas působí hloubením nor v březích, které se pak propadají a rychleji erodují.
