动物园需要具备娱乐、教育、调查研究和自然保护等4项功能。到目前为止一般都认为动物园只是一个饲养展示的娱乐场所，进入21世纪以后，伴随着地球温暖化和人口的增多所导致的环境破坏，酸性雨对森林和湖泊的破坏等各种对大自然的破坏所导致的野生动物的减少，在昭和63年(1988)作为都立动物园的管理单位东京都制定并推动了关于保护增殖稀少动物的《濒危动物增殖保护计划》。后来，濒危动物增殖保护计划又发展成将动物园变成一个学习环境的场所的《Zoo 2001构想》。需要救助的动物虽然数量较多，在考虑到动物园的收容能力上，选出了50种动物作为濒危动物增殖保护物种，分别由各个都立动物园分担实施。
列入濒危动物增殖保护物种的标准：

1）原则上是现在饲养中的物种，并且在华盛顿条约的附属文书I及II中有记载的物种
2）受外国的国内法保护的物种
3）受日本的国内法保护的物种
4）其他的，由于野生个体的减少，需要被保护的物种
 
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　要想取得繁殖成功的，就需要有比以展示为主要目的的设施更加宽阔的面积，为保持遗传基因的更加多样性要避免近亲交配需要多只的共同饲养。为此，要消减展示种类，明确展示功能并进行任务分配，避免各动物园之间的重复展示。所以，像狮子等非常受欢迎的动物在上野动物园内销声匿迹了。(自2002年开始，从横滨动物园借来的印度狮子，现在展示饲养中。)
根据物种保存的商讨结果，由上野动物园负责的被列入濒危动物增殖保护计划的动物有16种。

1）哺乳类7种，西部低地大猩猩、豺、马来熊、大熊猫、豹猫、苏门达腊虎、日本月熊
2）鸟类2种，苍鹰、朱鹭
3）爬虫类6种，猪鼻龟、非洲侏儒鳄、希拉毒蜥、非洲岩蟒、豹纹守宫、马达加斯加变色龙
4）鱼类2种，澳洲肺鱼、亚洲龙鱼

　作为Zoo 2001构想的另一个主要方针是，完善益于环境学习的设施。向游客展示动物与环境之间相互关联，为游客提供一次思考地球环境的机会。因此，在展示方式上与迄今为止的水泥地面和铁棒为代表的方式迥然不同，动物园再现了动物的仿真生活环境，完善了令游客能够观察到动物的丰富多样的行为和动作从而理解自然环境的重要性的展示环境。对于大猩猩这样的喜爱群居的动物实现了以复数饲养为基本的，将复数种群集中在一起进行展示的空间和环境。如今的动物园，不光是在这些硬件方面，在促进学习的软件方面也力求充实。
　平成23年(2011)9月策划制定了《都立动物园总体规划》，都立动物园•水族园(包括恩赐上野动物园、多摩动物公园、葛西临海水族园、井之头自然文化园)为了对应周边状况的变化，提出了“面向世界发布饲养繁殖技术的信息，致力发展成为东京、日本以及世界的野生动物保护做出贡献的动物园”、 “实现以培养人们对动物及自然的感性认识、架起一座人与野生动物之间的桥梁的动物园”等目标，并大力做好其完善与实施工作。其中上野动物园负责“通过展示动物们的不同魅力，向国内外宣传保护野生动物的重要性”，实施“关于世界保护野生动物的信息宣传站点•完善对动物园的立体综合展示和生息环境的仿真再现”工作。在东京都建设局的网页上，可以阅览都立动物园的总体规划。