狮虎山
北京动物园狮虎山建于1956年，是北京动物园的标志性建筑之一。在照相机在中国属于高档消费品的时代，许多人在动物园的纪念照都是以狮虎山为背景的。狮虎山的建筑被装饰成独特的山型结构，进入馆舍参观有如进入神秘的山洞，连接室外活动场和室内动物馆舍的通道也设计成山洞的形式，这种设计不仅有很好的视觉效果，而且可以避免冬季寒风直接吹入展厅内部。狮虎山内饲养了包括非洲狮、白狮、孟加拉白虎、东北虎在内的多种大型猫科动物。过去，每逢假日，饲养员会向笼中投放活鸡，以此来训练动物的野性。
2009年，在狮虎山的北侧竖起一座虎的铜雕，由雕塑艺术大师袁熙坤先生历时两年创作而成，名为“山君”。老虎长19.48米、高9.18米、重30吨。这也是北京动物园里第一座大型动物雕塑。
熊山
北京动物园熊山位于动物园东北角，原址为稻田，1952年动工兴建熊山，占地面积4275平方米，原由黑熊和白熊两个下沉式露天馆舍组成，白熊山位于东侧，内有假山和水池。黑熊山位于西侧，分南北两个部分，南侧场地较大，有假山和水池，内为棕熊。北侧场地较小，仅有水池一座，内为黑熊。因2007年修建高架桥将黑熊山拆除，白熊现未对公众展览，原白熊山仍对外开放，内饲养棕熊及黑熊。
白熊馆
白熊馆在原黑熊山位置修建，2012年9月底建成开放。占地约8000平方米，建筑面积约4000平方米，分为游人景观参观廊和室内参观展厅；动物室内展厅和室外展示运动场；动物兽舍和饲养操作区；配套卫生间和多功能参观展厅等四个区域。
在480平方米的室内展厅中央，有一个面积约两平方米的圆形凸起物，这是一个制冰机，为北极熊提供真正的冰面小憩地。正对玻璃墙的墙面上，有一块长12米、高4米的背景银幕。园方利用展厅上方悬挂的投影设备，在银幕上放映北极冰川、北极光和动物的科普影片。
室内展厅和两个室外展示运动场各有一个水池供北极熊游玩。3个水池总储水量为500立方米，为保证水质、节约用水，北京动物园设置了3套水处理系统，净化自来水并循环使用，耗资约80万元。
白熊馆的建成开放标志着2006年为展西路工程让路的3个动物馆舍全部复建完成。
猴山
北京动物园猴山位于动物园东南侧，是动物园现存历史最悠久的馆舍，也是现存唯一一个兴建于1949年以前的馆舍。
猴山位于园的东部，占地面积约1000平方米，为下沉式结构，场馆中央用山石堆积成两座假山，之间悬挂软梯、轮胎等游乐设施。外围椭圆形的围墙，围墙高3.1米，从假山到围墙的距离为5.9米。在北侧的围墙处，有一空间，可供猴群在恶劣的天气里遮风避雨。1986年和1993年，两次对猴山进行维修和改造，加固山石，接通上、下水。因不时会发生顽皮、健壮的成年猴子，借山石之力跃出猴山，为此，沿墙壁设置低压电网，并根据猴子对色彩的不同反映，在电网处涂上红、白两种颜色，以引起猴子的警觉。
2006年10月，因建动物园路高架桥，拆除猴山的外围墙和参观平台，仅保留其原山体。但山的顶部还是被抹平，高度不可避免地受到影响。此时，部分猴子被迁到两栖爬行动物馆西侧外的临时馆舍内。
2009年9月，对旧猴山进行改建。因地势、周边环境等因素，已根本不可能再恢复原貌，原山体被玻璃幕墙环绕，面积也有所减少。10月完工开放。
夜行动物馆
北京动物园夜行动物馆于1988年11月正式开馆。它位动物园正门偏东北约50米。该馆为一东西长、南北宽的矩形建筑，它的东面为出入口，南、北、西为动物展舍。其中南北两侧还设有外运动场。本馆展示的主要是昼伏夜出的小型杂食性动物。馆内有展舍22间，采用人工控制灯光照明。每日早8点至下午5点用红光照明，用来模拟夜间环境，使夜行性动物夜间的活动情况呈现在广大参观者面前。
猫科动物馆
原中型猛兽区位于熊山北侧，始建于1984年，建筑面积1277平方米。展览朝鲜豹、雪豹、云豹、黑豹、猞猁等中型猛兽，2007年因修建高架桥拆除。后重新修建猫科动物馆。新猫科动物馆建筑面积约3200平方米，其中动物展厅面积800平方米，运动场面积600平方米，游人参观厅面积1000平方米，动物饲养兽舍面积300平方米。
改建后的猫科动物馆分为热带雨林区、温带森林区、稀树草原区和高山动物区四个展区，除此以外还设立了一个约500平方米的动物科普博物馆。此次设计，打破常规，推翻了传统的单层平房式兽舍设计思路，提出了局部二层立体空间式兽舍及游人参观道结合的设计理念。展区内设有独立的兽舍和动物运动场及室内展厅，展馆间有室内和室外游客通道相连。在参观路线设置上将动物展示、科普展示和游客互动相结合，依次呈现在游客面前，这样一来不仅大大的提高了游客参观的兴趣，同时增加了参观形式的多样性。
新建的猫科动物馆将兽舍地面提高，兽舍也由铁丝网换成了玻璃幕墙。热带动物展区顶部采用了球形网架设计；为增加新馆的采光度，顶层增加了透光窗；室内展厅装饰以热带雨林藤蔓结构为主，仿真树、岩石、壁画、雕塑浑然一体，LED节能灯、人造光纤和仿生音效相结合。还为方便残疾人参观，安装了一部残疾人专用电梯。
在馆舍布置上，根据各种猫科动物的生活习性和饲养方式，一层设有八间兽舍和运动场，主要饲养豹猫、狞猫、猞猁、美洲豹、美洲狮、黑豹；二层设有四间兽舍和运动场，主要饲养华南豹、朝鲜豹，每间兽舍都有相对应的室外运动场。并单独设立了不对游人开放的三间治疗兽舍和室外运动场，作为动物的休养饲养兽舍。在场馆的南侧单独设有猎豹露天展区。
雉鸡苑及育幼室
北京动物园雉鸡苑建成于1983年11月。原计划1974年建成，因受当时资金限制，延误竣工。建筑风格与以往不同，为开放式兽舍群，分为东、西院两组建筑，东院一组由兽舍和曲廊与西院一组相连。整个兽舍群由橱窗式展舍与带活动场的兽舍组成。东院有一组7间橱窗式展舍，在院的南内侧；另有20间带室外活动场的兽舍，兽舍内有操作廊。西院有两组橱窗式展舍，东边一组7间，西边一组6间，另有16间带室外活动场的兽舍。1984年1月对外开放时，展出青鸾、大凤冠雉、棕尾火背鹇、绿尾火背鹇、秃顶珠鸡等珍稀动物。在北京动物园饲养展出半个世纪的神鹰，生前即在这里展出。
2000年，雉鸡苑的东院部分被改建为育幼室。在这里曾同时“全托”的幼仔有黑猩猩“丫丫”、川金丝猴“贝贝”，还有非洲狮、黑豹、朝鲜豹、原驼和羚牛等。其中年龄最大的1岁4个月，最小的来到这个世界上不过15天。
2008年，雉鸡苑的西部与大熊猫馆相连，形成中国珍稀动物展示区。在观看大熊猫的同时，可以看到朱鹮、金丝猴、红腹锦鸡等中国特有的珍稀动物。
熊猫馆
北京动物园熊猫馆是1990年作为第十一届亚运会献礼工程兴建的，造型独特，曾经入选当年度“北京十大建筑”和“北京市优质建筑”，但实际上熊猫馆建筑质量非 常一般，使用十年之后就已经开始出现漏雨问题。熊猫馆总占地面积1万平米，建筑面积1452平米，主体建筑呈盘绕的竹节形状，有11道半圆形的拱圈沿竹节延伸的方向分布，象征第十一届亚运会，东南侧为馆舍参观入口，西北侧为通向室外活动场的出口，室内共有三个公开展室，参观大厅顶部用悬吊12个玻璃钢大球，以调节室内音响效果，功能性区块包括隔离间、治疗间、饲料间、鲜竹储存间、产房、饲料制作间、电视监控室等均设在半地下，熊猫的室外活动场地自然起伏，设有木质栖架和游乐设施。熊猫馆周围绿化以竹为主，通向熊猫馆步道装饰有黑白两色鹅卵石。
2008年修建奥运熊猫馆，临时展出八只来自四川卧龙熊猫保护区的大熊猫，原熊猫馆现更名为亚运熊猫馆同时开放。
其他馆舍
水禽湖，貘馆，犬科动物区，美洲动物区，澳洲动物区。 金丝猴馆
北京动物园金丝猴馆西靠猩猩馆，东邻黑水洋，环境优雅，南北地势平坦开阔。占地面积1000平方米，建筑面积500平方米，室外运动场面积320平方米。金丝猴馆以饲养流线为主轴，两侧为兽舍与服务性房屋。兽舍隐蔽于假山之中，两个半圆形网笼相错构成动物室外活动场，场内山石、栖架供金丝猴上下攀跃，既满足饲养管理的需要，又便于游人观赏，形成北京动物园西部独特的参观游览景区。
两栖爬行馆
北京动物园两栖爬行动物馆位于动物园西南部，紧邻鬯春堂，建于1979年，建筑面积4345平方米，曾经是北京动物园设施最好的馆舍之一。两爬馆分上下两层（由于改建现地下一层暂时停止展览），设计有展厅、参观廊、室、操作廊间、饲料饲养间等功能区块，馆内设置大小不一的展室90余个，展室面积根据展示的动 物不同而有很大差异，用于饲养和展示扬子鳄的展厅面积最大，179平方米；展示蛇的展厅面积则不足1平方米。门厅左侧展示鳄、龟、鳖等爬行动物，最大的一间鳄鱼展室就位于此，门厅右侧楼下展示两栖动物，楼上展示蛇类，右侧展厅中央是饲养和展示网蟒的蟒蛇展厅，展厅贯通上下两层，长12米，宽6.4米，高11米展，厅中央用混凝土铸造了一棵假树供蟒蛇攀援，厅内有空调系统和湿度调节系统，这在1970年代的中国是非常先进的。
两爬馆馆外西侧有三个室外活动场，与馆内鳄鱼展室相连，活动场用鳄鱼、青蛙等动物雕塑装饰，突出了两栖爬行馆的主题，展馆东侧室外临湖，依水建榭与主体建筑用回廊连结，并有跃层悬梯相连。两爬馆建筑形式活泼，功能完善，是70年代和80年代北京动物园最重要最成功的建筑之一。
猩猩馆
北京动物园大猩猩馆新馆建于1987年。该馆占地面积8000平方米；建筑面积1430平方米；室外运动场面积3600平方米；工程总造价达420万元。饲养展出黑猩猩，曾饲养展出过“尼奥尔”、“阿蔻”、“蕾妮亚”、“吉郎”四头大猩猩。
建筑面积比旧馆增加了近2倍，展舍内建有猩猩日常活动的山石、栖架，背景绘有猩猩野外生活的壁画，展窗玻璃采用大尺寸34毫米厚的复合玻璃，保证捶击安全。室外运动场有山石、水池等运动设施和围栏，展室与室外运动场有地廊作为通道，串笼闸门为手摇机械门，人与猩猩不直接接触，保证了饲养人员的安全。馆内还设有隔离室、治疗室、繁殖室、育幼室及饲料加工室等，加宽了饲养操作廊，改善了饲养管理条件。
室外运动场栽有高大的乔木和成丛的灌木，还有假山石和假的枯树干，很好地再现了野外环境，有利于动物玩耍、嬉戏，观展效果也很好。
长颈鹿馆
北京动物园长颈鹿馆1957年8月竣工。该馆位于动物园长河以南，是动物园西部最高的馆舍。该馆为砖混结构的单层尖顶建筑，颇具欧洲风格，最高处8.9米。
中央参观大厅跨度为5米，长20米。长颈鹿馆的兽舍面积约200多平方米，共分7间，动物与游人近在咫尺仅以一网隔开，展览效果极好。
紧傍兽舍的5间室外运动场总面积达3000平方米以上，运动场之间以栏杆相隔，饲养员可以根据不同的需要把动物分布于各个运动场。运动场外环绕着宽2.5米的参观通道，为保证安全，除网外有栏杆与游人相隔外，网下还砌有60厘米高的矮墙，这大大提高了安全系数。
为了照顾长颈鹿特殊的身体特征，本馆不论馆舍还是栖棚都建得高高大大的，给人一种挺拔向上的感觉。
鹿苑
北京动物园鹿苑位于园的西北侧，占地面积1.5万平方米。兽舍建筑面积1475平方米，活动场面积12468平方米。1982年12月动工兴建，1984年8月竣工。6种36只鹿科动物由原草原动物苑迁入。
苑内分甲、乙、丙、丁、戊五个展区，根据不同动物的生活习性、地理环境建造。苑的中心区建有一个二层楼的工作间，在楼上可以观察到整个鹿苑内动物的情况。其它四个区有的连成小院，有的是松散形，都有工作间。兽舍多为棚子式，为动物避雨、雪用。少数动物如扭角羚、麝牛有兽舍。活动场外为0.8～1米的水泥墙，上围铁栏杆。栏杆的疏密程度不同。
儿童动物园
最初的儿童动物园位于两栖爬行动物馆南侧。该园学习了国外动物园的先进经验，于1984年6月1日对外开放。园内有造型各异、色彩艳丽的小型动物展舍，展出有家骆驼、绵羊、山羊、大耳羊、家兔、犬、猫、豚鼠、猕猴、观赏鸟等。给孩子们提供了亲手饲喂动物，近距离触摸动物，培养爱心的场所。落成时，时任北京市妇联副主席沈瑞为其剪彩。1988年重新翻修，增设小马可供儿童骑乘。1994年8月因故拆除。1996年，在长颈鹿馆西侧又新建，除仍保留小型动物饲喂区外，还添置翻斗乐等小型游艺设施。
羚羊馆区
北京动物园新羚羊馆于1997年9月竣工。新羚羊馆东临小动物爱心俱乐部，西临羚牛区。该馆为水泥结构建筑，外观为东西长合状。中间主体建筑为室内兽舍组成。室内从东至西有两米宽通道，通风较好。室外为南北围栏式动物运动场，室内主体建筑高6米多，20间室内动物兽舍，一大间为24平方米，中间有隔断推拉门，又分为12平方米一间，做为对动物的临时隔离和串间使用。兽舍内设有动物食水、槽, 设上下水, 供动物饮水、饮食之用。动物兽舍每间还设有供暖设备。
在围栏内分大小12个运动场，每个运动场在50-30平方米不等。在运动场铁围栏亦装遮阴避雨栅栏及部分草架子。
其他馆舍
北京动物园企鹅馆，水獭馆，火烈鸟馆，湿地展区，鸟苑，长臂猿馆，叶猴馆，热带小猴馆，北京动物园科普馆，朱鹮馆（不对外开放）、西鹤岛（不对外开放）。 犀牛河马馆
北京动物园犀牛河马馆位于长河北岸，建于1992年至1994年，内有白犀牛、独角犀及河马，并设有餐厅。旧河马馆位于水禽湖西部。
象馆
北京动物园大象馆位于长河北岸，建于1996年至1998年间，东部展览亚洲象，西部展览非洲象。馆外有活动区。旧象房位于猴山北侧，70年代曾因展览斯里兰卡总统班达拉奈克夫人赠送的亚洲象“米杜拉”而闻名。
其他馆舍
鹰山，北京海洋馆，极地动物馆（尚在规划中）。
