Su disposición en el territorio y con cumbres, que siempre superan los 1.800 m durante 15 km, supone que en cada vertiente haya unas condiciones climáticas muy diferentes, lo que permite una mayor diversidad de aves.

La vertiente oriental, con una influencia clara del mar cantábrico, siempre suaviza las características climáticas, mientras que la otra vertiente, la que se orienta hacia el valle de Liébana,es algo más seca y dura. Cobra importancia la perdiz pardilla puesto que se encuentra en uno de los límites de distribución en la Cordillera Cantábrica. Otras especies presentes son las chovas, el águila real o el halcón peregrino.


El aguila real tiene la sierra de Peña Sagra como un perfecto hábitat, ya que fundamentalmente vive en relieves accidentados y con presencia de cortados rocosos y cantiles donde nidificar. La dieta de esta ave, es muy variada, incluyendo mamíferos, aves, especies y también en ocasiones carroña.