동물원에는 레크리에이션, 교육, 연구, 자연보호의 네 가지 기능이 있습니다. 지금까지 동물원은 사육전시를 통한 레크리에이션 시설로 간주하는 경향이 있었지만, 21세기에 이르러 지구 온난화, 인구증가에 따른 환경파괴, 산성비에 의한 삼림과 호수의 피해 등이 수많은 자연파괴와 야생동물의 감소 등에 영향을 끼치고 있습니다. 이에 대한 대책의 일환으로 1988년에 도립동물원을 소관하는 도쿄도는 희귀동물 보호증식에 관한 ‘동물원 보존계획’을 추진사업으로 시작했습니다. 이후 이 계획은 동물원을 환경학습의 장으로 정의하는 ‘동물원 2001 구상’으로 발전했습니다. 구제해야 할 동물은 많지만, 동물원의 수용 능력을 고려하여 50종을 관리대상으로 선정하고 각 도립동물원에서 분담하게 되었습니다.
동물원 보존 종은 다음과 같은 종이 대상입니다.

1) 원칙적으로 현재 사육되고 있는 종으로서, 워싱턴조약 부속서 I 및 II에 기재된 종
2) 외국의 국내법으로 보호되고 있는 종
3) 일본의 국내법으로 보호되고 있는 종
4) 그밖에 야생개체가 감소하여 보호가 필요한 종
 
(하단에 계속)

　번식에 성공하려면 전시를 주목적으로 한 시설보다 넓은 면적과, 유전자의 다양성을 중시한 근친교배 회피를 위해 복수사육이 필요합니다. 따라서 전시 종류를 줄이고, 전시의 역할 분담을 명확히 하기 위해 각각의 동물원에서 중복된 전시를 피하게 되어 있습니다. 그로 인해 우에노동물원에서는 사자 등 인기동물이 모습을 감추었습니다. (2002년부터 요코하마 동물원에서 대여한 인도사자가 전시되고 있습니다.)
종의 보존계획에 대한 검토결과, 우에노 동물원에서 담당하는 동물원 보존 종은 16종으로 결정되었습니다.

1) 포유류 7종 - 서부로랜드고릴라, 승냥이, 말레이곰, 자이언트팬더, 벵골살쾡이, 수마트라호랑이, 일본반달곰
2) 조류 2종 - 참매, 홍따오기
3) 파충류 6종 - 돼지코강거북, 아프리카난쟁이악어, 아메리카독도마뱀, 아프리카비단뱀, 레오파드게코, 마다가스카르산 카멜레온
4) 어류 2종 - 폐어, 아시아아로와나

　이 동물원 2001 구상의 또 하나의 목적은 환경학습을 위한 정비입니다. 방문객에게 동물과 환경의 관계를 제시하여 지구환경을 생각하는 계기를 만듭니다. 따라서 콘크리트 바닥과 철봉을 연상시키는 기존의 전시방법이 아니라 동물의 서식환경을 재현하여 풍부한 동물의 행동과 자연환경의 소중함을 이해할 수 있도록 정비되었습니다. 고릴라와 같이 무리로 지내는 동물은 복수사육을 기본으로 하고, 이러한 복수 종을 한 공간이나 환경에서 전시할 수 있도록 개선하고 있습니다. 또한, 오늘날의 동물원에서는 이러한 하드웨어적 측면과 아울러 학습을 위한 소프트웨어적 측면에서도 충실을 도모하고 있습니다.
　2011년 9월에는 '도립동물원 종합계획’이 수립되어 도립동물원과 수족관(은사 우에노 동물원, 타마 동물공원, 카사이 임해수족관, 이노가시라 자연문화공원) 주변의 상황변화에 대응하여 ‘사육번식기술을 세계로 발신하여 도쿄와 일본 그리고 세계의 야생동물보전에 공헌하는 동물원’, ‘동물과 자연에 대한 감성을 기르고, 사람과 야생동물의 가교가 되는 동물원’ 등을 주제로 삼고 이를 위한 정비가 시작되었습니다. 그중에서 우에노 동물원은 ‘다양한 동물의 매력적인 전시를 통해 야생동물보전의 중요성을 국내외로 발신하는 동물원’의 역할을 맡아 ‘세계의 야생동물에 관한 정보발신의 거점 / 입체적인 복합전시와 서식지를 재현한 공간 정비’를 하게 되었습니다. 도쿄도 건설국 홈페이지에서 도립동물원 종합계획을 볼 수 있습니다.