Der Schutz bedrohter Tierarten ist oft eine sehr komplexe Angelegenheit.
Eine zentrale Rolle nimmt hierbei die Zucht bedrohter Wirbeltierarten im Rahmen der Zuchtprogramme des europäischen Zooverbandes EAZA ein. An diesem Programm beteiligt sich der Zoo Vivarium mit mehreren Arten, wie zum Beispiel den Bolivianischen Totenkopfaffen, den Säbelantilopen und den Vikunjas. Die Zuchtprogramme werden von Fachleuten, die sich jeweils auf eine Tierart spezialisiert haben und in einem europäischen Zoo arbeiten, koordiniert.
Im Zoo Vivarium werden darüber hinaus auch bedrohte Arten gezüchtet, die keinem Zuchtprogramm angehören, wie zum Beispiel der Tequila-Kärpfling – eine stark bedrohte, kleine und unscheinbar grau gefärbte Fischart, die ihren Namen nicht dem berühmt-berüchtigten alkoholischen Getränk, sondern einem mexikanischen Vulkan verdankt.
Als einziger deutscher Zoo kümmert sich der Zoo Vivarium außerdem um einheimische Schmetterlinge. In Zusammenarbeit mit einem Insektenexperten werden in Hessen zum Beispiel mit dem Wolfsmilchschwärmer und der Kupferglucke stark bedrohte Arten gezüchtet und als Bestandsstützung der Natur zurückgegeben.
Zum Artenschutz beitragen können auch die Bürgerinnen und Bürger: Das Aufhängen von Nistkästen oder -hilfen dient dem Schutz der einheimischen Vogelwelt. Für Rauchschwalben, die in Darmstadt sehr selten geworden sind, ist der Zoo Vivarium ein kleines Paradies: Im Esel-, Ziegen- und Schafstall gibt es vorbereitete Nistmöglichkeiten. Und auch Insekten, die den Schwalben als Nahrung dienen, gibt es bei dem reichlich anfallenden Mist im Zoo Vivarium zur Genüge.