广州动物园共有选自全国和世界各地的哺乳类、爬虫类、鸟类和鱼类等动物 450余种（2013年），4500多头（只），其中不少属于世界珍禽异兽。属于国家一类重点保护动物有大熊猫、金丝猴、黑颈鹤等35种，属于国家二类重点保护动物的有小熊猫、白枕鹤等32种。广州动物园同时亦是一个植物展示的园地。全园种植的树木有200多种，100000多株。

广州动物园自南门向东依次有：科普馆、游乐场、驯兽表演场。自北门向东有蝴蝶馆、海洋馆、兽医院、科教楼、盘龙苑、科普宣传廊、逗趣园。靠近西边有锦鳞苑、飞禽大观。动物广场位于广州动物园的中心地区。

广州动物园创建了游客服务中心，位于广州动物园北门西侧，公园办公楼首层。游客服务中心设有贵宾接待室、休息间，为游客提供了咨询、行李寄存等服务，也为游客提供了观光车、残疾人轮椅、婴幼儿手推车、雨伞以及小型工具、针线包、饮用水、常用急救药品等便民设施。广州动物园在园内的主要交叉路口都设有导游图。