تعد حديقة الحيوانات الوطنية جزءاً من مؤسسة سميثسونيان، حيث يعيش ما يقرب من 2000 من الحيوانات والطيور والزواحف المختلفة في موائل تحاكي بيئاتها الطبيعية بقدر الإمكان. ومن بين عدة مئات من الأنواع في الحديقة، ربعها تقريباً مهدد بالانقراض. تعد هذه واحدة من أفضل حدائق الحيوان في العالم، على المستوى السياحي ومستوى ريادتها في مجالات رعاية الحيوانات واستدامتها.
وتعد الحيوانات الأكثر شعبية في حديقة الحيوان الوطنية هي الباندا العملاقة، وهي جزء من مبادرة كبرى بدأت في عام 1972 مع وصول باندا هسينج من جمهورية الصين الشعبية. ومن أبرز معالم حديقة الحيوان الأخرى الباندا الحمراء، ونمور سومطرة، وغوريلا الأراضي المنخفضة الغربية، والفيلة الآسيوية، والفهود، والكيوي البني من الجزيرة الشمالية. وفي معرض أمازونيا، يمكنك إلقاء نظرة على الحياة المائية في منطقة الأمازون، حيث تسبح واحدة من أكبر أسماك المياه العذبة في العالم تحت غابة استوائية حية. إلى جانب الفهود، وحمير غريفي الوحشية وغزلان داما والنسور وخنازير النهر الأحمر.