Една от основните функции на зоологическите градини в наши дни е отглеждането и размножаването на редки, застрашени и  защитени видове животни.

Софийският зоопарк участва в Европейската програма за застрашени видове (EEP, EAZA Ex situ Programmes на Европейска асоциация на зоопарковете и аквариумите (ЕАЗА) със следните ценни видаове животни, отглеждани в зоопарка, като някои от тях успешно се размножават: ягуар, персийски леопард, ивичеста хиена, снежен леопард, белорък гибон, черно-бели колобуси, лъвски макак, ханумански лангур, виетнамски елен сика, такин, антилопа адакс, хипопотам джудже, бял носорог, азиатски слон, египетски лешояд, черен лешояд, бърнеста мечка. „Ex-situ“ програмите (ЕЕP) на ЕАЗА са програми за управление на популацииите на застрашени  животински видове на затворено, които се управляват от членове на EAЗA. Целта на EEP е да се поддържат популации от животни със запазено генетично разнообразие в рамките на EAЗA и извън нея. Заедно с Регионалните планове за колекциите (Regional Collection Plans) и Дългосрочните планове за управление (Long-term Management Plans), EEP са един от стълбовете на структурата на EAЗA за управление на популациите. В момента EAЗA управлява програми за над 400 различни вида.

Зоологическа градина– София участва и в Европейска племенна книга (ESB) с отглеждането на следните видове: евроазиатски рис, евроазиатска кафява мечка, хималайска мечка, кинкажу, сурикат, антилопа личи, хипопотам, червено кенгуру, белоглав лешояд,  сивобуза птица носорог и кутийчеста костенурка. Европейска племенна книга е форма на управление на видовете, отглеждани в Европейски зоопаркове. Отговорните за отглеждането на видовете служители събират информация за раждания, смърт, трансфери от всички зоопаркове в Европейската асоциация на зоопарковете и аквариумите (ЕАЗА). На база на събраните данни ESB дава насоки за оптимално управление на популацията.