Dal 1906 a oggi sono state censite per il territorio del parco e le aree limitrofe ben 200 specie diverse di uccelli. Di queste il 49% (98 specie) nidifica regolarmente, il 20% è costituito da specie migratrici, mentre il restante 26% delle specie è definito di comparsa accidentale, segnalate meno di cinque volte nel periodo compreso tra il 1983 e il 2011.

Quello che fa della Valle Gesso un luogo speciale per l'avifauna è l'estrema vicinanza di ambienti mediterranei e alpino-nivali. Fra questi due estremi, la successione di ambienti è molto serrata, perché in appena 18 km si passa dagli 800 m sul livello del mare, con ambienti di macchia sub-mediterranea della Riserva di Rocca San Giovanni-Saben, ai 3000 m del Gelas. In una sola giornata, con un po’di buona volontà, si potrebbero osservare il piccolo occhiocotto dal capo scuro e la pernice bianca dalle zampe piumate, ai due estremi climatici della fauna italiana.

La varietà degli uccelli presenti nelle diverse stagioni è decisamente notevole, conseguenza della grande variabilità ambientale delle Marittime, dove trovano il loro habitat ideale sia specie legate alle foreste miste di latifoglie (astore, picchio rosso minore) che amanti delle conifere (picchio nero, civetta caporosso, nocciolaia), sia frequentatori degli arbusteti (bigiarella, organetto) che delle praterie d'altitudine (culbianco, stiaccino, fringuello alpino) e delle rocce (picchio muraiolo, gracchio corallino). Nel fondovalle non mancano ambienti dove l'impronta dell'uomo è forte, come i paesi e i coltivi, che permettono un'ulteriore diversificazione biologica.

In queste aree antropizzate è possibile trovare per esempio l’assiolo e il succiacapre. Naturalmente è durante i passi migratori, da marzo a maggio e da agosto a ottobre, che la diversità di specie è massima, dal momento che in questi periodi è possibile osservare specie in transito che vivono normalmente in ambienti anche molto differenti da quelli presenti nel Parco, dove si fermano solo per una sosta ristoratrice: pensiamo per esempio ai limicoli (piro piro culbianco), ai rallidi (folaga, porciglione), ai rapaci (aquila minore, falco di palude) e alle cicogne.