As medidas de conservação que atuam diretamente no habitat natural (conservação in situ) podem ser muitíssimo variadas incluindo programas de sensibilização das populações locais, requalificação do habitat, etc. O Jardim Zoológico participa na conservação in situ de várias espécies de animais. Colabora de formas diversas e estabelece parcerias de trabalho com entidades na linha da frente de ação na Natureza.

Em 2005 o Jardim Zoológico foi distinguido com o prémio de Melhor Programa de Conservação da EAZA – Associação Europeia de Zoos e Aquários – como coordenador do Programa de Conservação in situ para o Saguim-cinzento (Saguinus leucopus), na Colômbia. Em julho de 2006, este programa foi reconhecido também pela IUCN e passou a ser apoiado pela mesma.

As medidas de conservação adotadas para cada espécie sob cuidados humanos, ou seja, fora do seu habitat natural, traduzem o que é a conservação ex situ. A sobrevivência das espécies depende muitas vezes da manutenção de animais sob cuidados humanos, a sua reprodução e formação de populações saudáveis e geneticamente viáveis. Assim, a articulação entre jardins zoológicos e instituições semelhantes, e a gestão correta das populações a nível europeu e internacional é fundamental para a sobrevivência das espécies. São inúmeras as instituições e associações que trabalham em conjunto para esta mesma missão.

As espécies animais que um parque zoológico tem ao seu cuidado são selecionadas com extremo cuidado, trata-se de planear a coleção animal e para isso as instituições contam com os Taxon Advisory Groups (TAGs) que são grupos de trabalho formados por especialistas que se dedicam a grupos específicos de animais. Por exemplo o TAG dos Pinguins, o TAG dos Elefantes entre tantos outros.

Os TAGs desenvolvem Planos de Coleção Regionais que descrevem que espécies são recomendadas, porquê e como as gerir. São uma importante base de trabalho para cada parque zoológico e para a conservação das espécies a nível global. Estes planos de coleção indicam ainda que espécies devem ser protegidas adicionalmente através de outros programas de conservação.

A conservação sob cuidados humanos é ainda caracterizada por uma forte componente de Enriquecimento Ambiental, através do qual são estimulados os comportamentos naturais dos animais. Esta é atualmente reconhecida pela IUCN – União Internacional para a Conservação da Natureza – como um instrumento indispensável para a conservação da biodiversidade.

O Programa Europeu de Reprodução de Espécies Ameaçadas (EEP) permite uma ação conjunta dos parques zoológicos para manter populações geneticamente saudáveis para que se reproduzam com o objetivo final da reintrodução em habitat natural. Este programa é muito intensivo e inclui análises demográficas e genéticas para a elaboração de planos para o futuro maneio das espécies tendo sempre em vista a sua reprodução e formação de populações saudáveis estáveis para a sua conservação.

O Studbook Europeu (ESB) ou Internacional (ISB) é um livro de registo de dados referente a uma determinada espécie. Ou seja, é um documento semelhante a um livro genealógico em que se registam óbitos, nascimentos, filiação, e transferências de todos os parques zoológicos que mantêm a espécie em questão. Permite saber quantos indivíduos existem de uma determinada espécie, quem são os seus progenitores, a sua descendência e a cargo de que zoo se encontra, enfim... uma série de informações essenciais para a articulação de informação e de indivíduos entre os zoos e parques de todo o Mundo.

O Jardim Zoológico iniciou a sua participação em programas de conservação, participando em 4 EEPs no início dos anos 90. Atualmente, o Jardim Zoológico participa em 75 EEPs e 49 outros programas (studbooks europeus e internacionais) referentes a um total de 97 espécies ou subespécies em risco de extinção.

O Jardim Zoológico coordena, atualmente, quatro EEPs: leopardo-da-pérsia (Panthera pardus tulliana, contando ainda com o EAZA Veterinary Advisor para a espécie), niala (Tragelaphus angasi), leão-marinho-da-california (Zalophus californianus) e tartaruga-espinhosa (Heosemys spinosa).

O Jardim Zoológico é membro das principais instituições dedicadas à conservação das espécies e seus habitats, como é o caso da EAZA (a Associação Europeia de Zoos e Aquários), entre tantas outras organizações europeias e internacionais. Neste âmbito, desde 2000 que o Jardim Zoológico tem participado em todas as campanhas de conservação levadas a cabo pela EAZA para projetos de conservação in situ, empenhando-se em divulgá-las e em angariar fundos para cada nova campanha.