השיטה שהייתה נהוגה במשך מאות שנים, ועדיין נהוגה בגני חיות ישנים או קטנים, היא שיטה של כליאה בכלוב בטון עם סורגים או בביבר. גני חיות שנוקטים בגישה זו פועלים כמו מוזיאון בכך שהיחס אל בעלי החיים הוא כמו אל מוצגי ראווה להנאת הקהל, ואם יש התחשבות בצורכי בעלי החיים הם באים רק אחרי צורכי הקהל וצורכי המטפלים. בגני חיות אלה בעלי חיים בדרך כלל לא מקבלים מקומות מסתור או מנוחה, ולעיתים הם מסוממים או מאולפים באמצעות שיטות של הענשה או אלימות על מנת שיהיה אפשר לעשות איתם הצגות לקהל. מאז שנות ה-70 החלה לעלות מודעות לרווחת בעלי החיים ולצרכיהם ונוחותם של בעלי החיים, וגני חיות רבים בעולם עושים מאמצים לשפר את תנאי בעלי החיים בכלובים או להחליף את הכלובים בתצוגות גדולות שמחקות את הטבע. המעבר מכלובים לתצוגות הוא יקר ולוקח הרבה שנים, מה שגורם לכך שגני חיות קטנים לא מצליחים לעשות את המעבר מפאת חוסר תקציב. כיום ברוב המדינות המתקדמות יש פיקוח על גני חיות וגן חיות בו תנאי האחזקה של החיות לא תואמים את הקריטריונים המוצבים נדרשים לשפר את התנאים, או לחלופין להעביר את החיה המדוברת לגן חיות אחר. גני חיות בהן מרבית החיות מוחזקות בתנאים לא הולמים נדרשים לעבור שיפוץ מסיבי או להיסגר.
תצוגות.
מוסכם כי גן חיות אינו יכול לדמות באופן מלא את תנאי המחיה של בעלי החיים בסביבתם הטבעית. הנטייה בגני החיות המתקדמים היא לדמות ככל שניתן את הסביבה הטבעית במסגרת מגבלות השטח של גן החיות, בתצוגות גדולות ככל האפשר. שינוי הגישה נבע הן ממודעות גוברת והולכת של הצוות הניהולי והמקצועי לרווחתם של בעלי החיים והן עקב לחץ המבקרים שרגישים יותר לנושא זה. לפי גישה זו, קיים ניסיון להחליף את הכלובים בשטחים רחבים או בשטחים מתוחמים במקווה מים בלתי ניתן למעבר. עבור בעלי חיים שנמצאים בתוך כלובים, קיים ניסיון לשפר את רווחתם על ידי הכנסת אלמנטים מסביבתם הטבעית, הקצאת מקום לפעילות גופנית, והקצאת מקום לפרטיות, גם אם הדבר מונע מהמבקרים לצפות בחיה בשעות שהיא מעדיפה לפרוש למנוחה; התקנת חלון כהה בחלקו האחורי של המחסה אליו בעלי החיים נמלטים מחום הצהריים מאפשרת למבקרים לצפות בחיה תוך כדי הפרעה מינימלית. כיום בגני חיות מודרניים לכל בעל חיים צריך להיות מקום מסתור אליו הוא יכול ללכת כדי להתחמק ממבקרים ומבעלי חיים אחרים איתם הוא חולק את התצוגה. מקום מסתור כזה מוריד את רמות העקה בצורה משמעותית ומאריך מאוד את תוחלת החיים ומגדיל את סיכויי הרבייה של בעל החיים.
לעיתים, הגישה הנהוגה בגני החיות המתקדמים מהווה פשרה בין דרישת הקהל לראות את בעלי החיים ובין צרכים בסיסיים וצרכי רווחה של בעלי החיים. כך למשל, בגני חיות מסוימים, מייחדים שטחים גדולים לבעלי חיים אפריקאים כמו למשל אנטילופות, על חשבון זמינות הצפייה בהם. גישה זו, נותנת לבעלי חיים רבים, הזקוקים לכך, מרחב מחיה גדול למדי. ניתן לציין גם את המבנים המיוחדים שנבנו עבור בעלי חיים ליליים, הכוללים תאורה עמומה לאורך שעות היום כדי לעודד פעילות בשעות הביקור, ותאורה חזקה בלילה כדי לעודד שינה. במקרה זה נעשית התערבות בסדר היום הטבעי של בעלי החיים על מנת לענות על דרישת הקהל לראות אותם בפעולה. במקרים מסוימים גני החיות צריכים להשקיע סכומים גדולים על מנת לאפשר תנאי מחיה עבור בעלי חיים שאינם מותאמים לאקלים השורר במקום. בהקשר זה, משתמשים באמצעי בקרת אקלים על מנת לאפשר תצוגה של בעלי חיים החיים בטבע בתנאים קיצוניים, כגון פינגווינים או דובי קוטב.
העשרות.
בגני חיות רבים נעשים מאמצים להעניק לבעלי החיים, ובמיוחד לאינטליגנטיים שבהם, גירויים מספקים, כך שיבצעו פעילות קוגניטיבית, בדומה למתרחש בטבע - גירויים אלו נקראים "העשרה סביבתית". ההעשרה הסביבתית מגיעה בדרך כלל בתור מתקנים, סולמות או חבלים שעליהם יכולים בעלי החיים לטפס, או על ידי הכנסת אביזרים חדשים לכלובים במטרה לעורר את סקרנותם של בעלי החיים, לנצל את שטח הכלוב עד תום, לתת ביטוי להתנהגויות וליכולות ספציפיות שמפגין המין בטבע ולהגדיל את סך אפשרויות הפעילות שלו. בנושא זה יש חשיבות לדמיון של המטפלים ולמידת התקשורת בין החיות ובינם. כך למשל, בגני חיות שונים נוהגים להכניס מזון לתוך גזע עץ או להקפיא אותו בגוש קרח שעל בעלי החיים להפעיל אינטליגנציה כדי להגיע אליו, ולהביא צעצועים או חפצים אחרים שיכולים לסקרן את בעלי החיים ולגרות אותם. באופן כללי, נעשה מאמץ לגוון את שגרת יומם של בעלי החיים בגן החיות.
נמצא שגירויים חברתיים חיוביים המוצגים לחיה על ידי בני מינה, או על ידי צוות המטפלים מהווים מקור העשרה משמעותי לבעלי החיים, ומעלים את רמת הרווחה שלהם באופן משמעותי. במחקר שנערך בספארי ברמת גן, בשנת 2007, מצאו צמד החוקרים: אורי פומרנץ ויוסף טרקל מאוניברסיטת תל אביב שאימון קבוצת השימפנזים בטכניקות של חיזוק חיובי הביא להפחתת רמות העקה, ולעליה ברמת ההתנהגויות החברתיות החיוביות (כגון, סירוק וטיפוח הדדי). כתוצאה ממחקרם, החלו בספארי ליישם את שיטות האימון במגוון רחב של מינים נוספים.
קיימים בעלי חיים מסוימים, בעיקר קופים, אשר לעיתים קרובות מקיימים אינטראקציה משמעותית עם המבקרים הצופים בהם. כך למשל, ניתן למצוא פרטי שימפנזה ואורנגאוטן שמבצעים לעיתים תרגילי ראווה אל מול המבקרים, או מפגינים מחוות גופניות שונות.
רבייה.
מינים מסוימים ממעטים מאוד להתרבות בגני חיות - אם בכלל, אולם מינים אחרים מתרבים על נקלה. זברות, פילים, ג'ירפות, אריות וגנואים נמנים עם מינים לא מעטים המתרבים היטב בגני החיות (יחסית לשיעור הרבייה הטבעי), ואצל מינים מסוימים לא קיים הבדל של ממש בין שיעור הרבייה הטבעי לשיעור הרבייה בגני החיות. מנגד, מינים אחרים, שהפנדה הוא מהידועים שבהם, ממעטים מאוד להתרבות בגני חיות, בשל חוסר הסתגלות לתנאי המחיה בשבי או לממדי השטח בו הם מוחזקים, מחסור בצמחייה טבעית, אי מנוחה כתוצאה מזרם המבקרים הבלתי פוסק, או סיבות אחרות.
ברוב המקרים מניחים עובדי גן החיות לחיות להתרבות באופן טבעי ואינם מתערבים ברבייה ובילודה באופן מלאכותי, אולם אצל מינים מסוימים - בעיקר כאלה הנתונים בסכנת הכחדה, נעשים מאמצים רבים כדי לשמור על שיעור ילודה גבוה, דוגמת הפריה חוץ גופית. בעבר, מינים שכיום מתרבים באופן סביר בגני חיות מיעטו מאוד להתרבות שם בשל טיפול לא נאות. במשך השנים למדו גני החיות שיטות טיפול מתקדמות, ובזכות צעדים אלו מינים מסוימים, כגון השימפנזה, החלו להתרבות בצורה סדירה בגני חיות. מבין השיפורים שיכולים להועיל להגדלת שיעורי הרבייה, ראוי לציין את הקמתם של מקומות מנוחה ומסתור רחוקים מעיני המבקרים ויצירת סביבה המדמה את הסביבה הטבעית.
בטבע, בדרך כלל לומדות הנקבות בצעירותן את מלאכת האמהות מאמותיהן או מנקבות קרובות המסייעות בגידול הצאצאים. אמנם, לנקבות אינסטינקטים מולדים המורים להן בבוא העת איך לנהוג עם גוריהן, אבל אצל בעלי חיים רבים - בעיקר בעלי חיים אינטליגנטיים כגון קופים - ללמידה מהאם או מנקבות אחרות תפקיד חשוב לא פחות, ולכן לעיתים קרובות נקבות שלא שהו ליד אמותיהן בתקופת הילדות - כתוצאה מציד לא חוקי, סחר בבעלי חיים או סיבות אחרות - לא מצליחות לטפל כראוי בגוריהן בגני חיות. נקבות כאלה דוחות את הגורים, סולדות מהם או לא יודעות איך לשאת אותם כראוי או להניק אותם. במקרים כאלה, לרוב מתערב צוות גן החיות ולוקח את הגור תחת חסותו עד שיוכל להשתלב בחברת בני מינו.
תזונה.
בגני חיות מודרניים על המזון המסופק לבעלי החיים להיות מגוון, מתאים לתזונתם הטבעית ומוגש בכמויות ובתדירות המתאימים לכל בעל חיים. יש להימנע מסיפוק כמות גדולה מדי של מזון בזמן מסוים, שיכולה להביא לחולי או להשמנת יתר. תדירות ההאכלה משתנה בין המינים השונים: החל מזוחלים דוגמת תנינים שאותם יש להאכיל פעם במספר ימים או שבועות, ועד עופות קטנים אוכלי חרקים שאותם יש להאכיל כל מספר שעות, כדי לשמור על רמת אנרגיה תקינה. סוגי המזון משתנים בין המינים השונים. טורפים מקבלים לפעמים בנוסף לבשר תוספי תזונה ותערובות מזון שמטרתן לספק את כל אבות המזון הדרושים. ככלל, מנסה צוות גן החיות לגוון בתזונתן של החיות ולפעמים גם להוסיף מיני מזונות שבדרך כלל אינם מצויים בסביבתו הטבעית של בעל החיים, בתנאי שאינם מזיקים לו.
בעלי חיים מסוימים, כמו דוב נמלים, נהנים לבסס את כל תזונתם בשבי על תערובות מזון שאינן מצויות בסביבתם הטבעית. תערובות מזון אלו אינן מסכנות את דובי הנמלים אלא מספקות להם את כל המגוון התזונתי הדרוש, ודובי הנמלים מעדיפים בדרך כלל לאכול אותן על פני מזונם הטבעי. מנגד, בעלי חיים אחרים דוגמת פנדה או קואלה מבססים את תזונתם, בשבי ובטבע כאחד, על מינים מסוימים של צמחים, ולכן קשה יותר לספק את צורכיהם התזונתיים בשביה.
בגני החיות המודרניים, בעלי חיים זקנים או חולים מקבלים מזון מיוחד אם הם מתקשים לאכול מזון רגיל. עבורם, האוכל ייחתך במיוחד, ימעך או ירוכך עם מים, חלב או נוזל על מנת שיהיה קל יותר לעיכול. בנוסף, אם יש צורך לספק לחיה תרופות, אז הן מוכנסות לעיתים קרובות לתוך המזון כדי למנוע מהחיות לשים לב לטעמן. גורי יונקים שאמם נטשה אותם או שאינה מסוגלת לספק להם חלב אם מואכלים בדרך כלל בתחליף חלב מבקבוק על ידי צוות גן החיות.