El Zoológico de Santa Cruz fue creado bajo los principios conservacionistas que inspiraban la labor de su ilustre fundador, Noel Kempff Mercado, para proteger y conservar la fauna nativa con programas de investigación y óptimo manejo de los animales en cautiverio, en lo concerniente a nutrición y sanidad. Esto se tradujo en un alto índice de reproducción de especies al interior del Zoo que ha permitido valiosos intercambios con otros zoológicos del país y del mundo.
El Zoológico cruceño también contribuyó notablemente a la elaboración y puesta en vigencia de la Ley de Medio Ambiente y Vida Silvestre en un trabajo conjunto con organizaciones gubernamentales y no gubernamentales, para lograr el control de la cacería comercial y frenar el tráfico ilegal de especies silvestres.
El zoológico ha venido devolviendo a su ambiente natural ejemplares de diversas especies que se consideran amenazadas, como pavas del monte, parabas, loros, primates e incluso grandes felinos y saurios que, se reprodujeron con éxito en cautiverio.