Роль крупных травоядных животных в отсутствие копытных выполняют сумчатые из семейства кенгуровых, причем размеры различных видов колеблются от 0,5 до 1,5 м, не считая хвоста. Все пустынные кенгуру исключительно растительноядны, причем перевариванию клетчатки способствует специфическая желудочная бактериальная флора, подобно тому как это наблюдается у копытных. Желудок у кенгуровых не столь сложен, как у копытных, но также приспособлен к возврату пищи (отрыгиванию) в ротовую полость, где она подвергается повторной обработке. Поэтому кенгуровых можно назвать биологически жвачными животными. Строение зубной системы кенгуровых также сходно с зубной системой копытных.
Небольшие кистехвостые кенгуру (Bettongia lesueur) обитают в пустынях Гибсона и Танами. Они выкапывают подземные части растений, гнезда делают из травы под кустом или куртиной злака, строительный материал для гнезда переносят пучками, захватывая их цепким хвостом. Также невелик размером гологрудый кенгуру (Caloprymnus campestris), населяющий пустыню Симпсон. Эти мелкие виды называют обычно кенгуровыми крысами.
Более крупные кенгуру, длиной тела 60—70 см, носят у местных жителей название «валлаби». В кустарниковой пустыне живет луннокоготный кенгуру (Onychogalea), на конце хвоста у него имеется роговой коготь. Среди скал на каменистых склонах обитает скальный кенгуру (Petrogale lunata). Он ловко лазает по скалам и прыгает с камня на камень на расстояние до 4 м.
Самые крупные представители семейства относятся к роду исполинских кенгуру (Macropus). Горный исполинский кенгуру (M. robustus) достигает в длину 1,3 м; хвост у него длиной до 1 м. Днем он прячется среди расщелин скал, в пещерах, а ночью выходит пастись на прилежащие равнины. Наиболее широко распространен рыжий кенгуру (M. rufus) — самый крупный из всех современных сумчатых. Длина тела его превышает 1,5 м, а стоящее на задних ногах животное достигает в высоту 2 м. Рыжие кенгуру пасутся на травянистых равнинах и в кустарниковой пустыне, держатся большими стадами, до ста особей. Они составляют в ряде районов серьезную конкуренцию пустынному скотоводству.