Il Parco Natura Viva è impegnato a incoraggiare, sostenere e condurre ricerche che migliorino la gestione degli animali in cattività, che apportino benefici ai programmi di conservazione e che contribuiscano alla conoscenza scientifica di base degli animali e dei loro habitat naturali. I progetti di ricerca, in collaborazione con università e altri enti, sono anche oggetto di tesi di laurea triennale, magistrale o di livello superiore. Ecco le principali tematiche di ricerca affrontate dal Settore Ricerca e Conservazione del Parco:
Le ricerche condotte al Parco Natura Viva, usando un approccio scientifico, si prefiggono di comprendere come il comportamento di un animale possa essere influenzato dall'ambiente fisico e sociale nel quale vive, studiando gli effetti di diversi fattori dell'ambiente controllato sul comportamento animale, sulla sua salute e sul benessere.
Le ricerche relative al comportamento animale si occupano principalmente di definire come gli animali interagiscono con il loro ambiente. Inoltre, osservando il loro comportamento i ricercatori possono comprendere come gli animali apprendono, la struttura sociale nella quale vivono e altro ancora.
Lo staff del Parco Natura Viva svolge ricerche sulle capacità cognitive di molte specie, proponendo agli animali degli apparati sempre nuovi con cui poter interagire che, oltre a fornire importanti informazioni scientifiche, costituiscono dei veri e propri arricchimenti.
Condurre ricerche sulla biologia di popolazione comporta un coinvolgimento di diverse discipline quali la genetica di popolazione, l'ecologia, la biologia evoluzionistica. Il Parco Natura Viva sostiene l'importanza di applicare teorie relative alla biologia di popolazione per gestire le popolazioni ospitate negli zoo in quanto un approccio scientifico è sicuramente più valido.
Il Settore Ricerca e Conservazione è responsabile di stilare uno studbook del lemure catta, monitorando l'intera popolazione europea di questa specie.
Il Parco Natura Viva si occupa della conservazione di specie in via di estinzione, partecipando alla reintroduzione in natura di diverse specie quali il Bisonte Europeo, l'Ibis Eremita, il Grifone, la Lince e il Gatto Selvatico. Inoltre, partecipa a progetti di conservazione quali quello per l'Orso Andino . Il Parco Natura Viva è uno dei principali attori, insieme all'Università di Torino, del Progetto Madagascar legato alla conservazione dei lemuri.