Assai variegato si presenta anche il profilo faunistico relativo ai mammiferi della Val di Cecina.
Anche se la loro contattabilità è piuttosto limitata per le abitudini crepuscolari e notturne e per la spiccata elusività, la loro presenza si può rilevare attraverso il rinvenimento delle impronte, delle dimore, degli escrementi, dei resti di pasti.
Tra gli Insettivori, accanto alle crocidure ed al topo ragno, spicca il riccio, caratterizzato dalla tipica tattica di difesa, con l’arrotolamento del corpo. I Roditori, oltre ai vari topi selvatici, arvicole, moscardino, ghiro e quercino, hanno nel diffuso scoiattolo un vivacissimo rappresentante, mentre la presenza dell’istrice, amante dell’oscurità, è spesso segnalata dagli inconfondibili aculei bianchi e neri rinvenuti sul terreno.
La nutria è un ospite recente ed invadente, diffuso su fossi e corsi d`acqua maggiori. Anche i chirotteri sono ben rappresentati da varie specie di pipistrelli, mentre tra i Lagomorfi è senza dubbio la lepre a riscuotere maggiore interesse.
Tra i Carnivori, i Mustelidi sono ben rappresentati da alcuni agilissimi predatori,come la donnola, la puzzola e la faina, mentre la presenza della martora è difficilmente accertabile. Molto più contattabile è il tasso, come del resto la volpe,la cui notevole plasticità ecologica le consente di adattarsi a qualsiasi condizione ambientale.
Mentre per il gatto selvatico (anche a causa delle possibili ibridazioni) la presenza è di difficile accertamento, non esistono dubbi sulla riconquista di questi territori da parte del lupo ( con particolare riferimento alle aree protette) oggetto di specifici studi su consistenza, ecologia, genetica.
L’attività di predazione di questa specie, oltre che sulle greggi di ovini, è rivolta sulle popolazioni di Artiodattili, ampiamente diffusi su tutto il territorio.
Il cinghiale, poderoso ungulato di elevata prolificità ed ambita preda a livello venatorio è la specie più emblematica.
Il muflone predilige le pendici rocciose e ricche di cespugli, ma frequenta senza difficoltà i boschi quercini, la macchia e le radure.
Le prevalenti abitudini gregarie contraddistinguono anche il daino, caratterizzato da ampia flessibilità ecologica.
Di temperamento maggiormente solitario, il capriolo ama un`elevata diversificazione ambientale e quindi è più agevolmente osservabile nelle zone di transizione e nelle radure.