动物园最常见的动物有非洲狮、东北虎、金钱豹、黑熊、棕熊、狼、孔雀、猕猴、梅花鹿、骆驼、牦牛、丹顶鹤、黑猩猩、澳洲的袋鼠、美洲豹、墨西哥海牛、无毛狗、欧洲野牛、狮虎兽、大象等。

各种动物都有专门的馆舍，如犀牛馆、河马馆、狮虎山、熊山、猴山、鹿苑、象房、羚羊馆、长颈鹿馆、熊猫馆、海兽馆、猩猩馆、两栖爬虫馆、鸣禽馆、小动物园等。

在此安家落户的有中国特产的珍贵动物大熊猫、金丝猴、东北虎、白唇鹿、麋鹿（四不像）、矮种马、丹顶鹤，还有来自世界各地有代表性的动物如非洲的黑猩猩、澳洲的袋鼠、美洲豹、墨西哥海牛、无毛狗、欧洲野牛、狮虎兽（即父为狮、母为虎的杂交后代）等，共有动物570多种，7000余只。

两栖爬虫馆分上下两层楼，内有大小展箱90个，展出世界各地的爬行动物100多种，其中有一种世界上最大的鳄鱼—湾鳄。馆中部建立的跨两层楼的大蟒厅内展出了巨大的网蟒。北京动物园还成功地进行过动物的产卵育雏、传种接代工作。

园内有小溪湖沼、假山曲径、绿林繁花以及儿童游乐园、动物活动场。园内还配有餐厅、商亭等服务设施。