Tutkimusta eläinten hyväksi Korkeasaaressa tehtävän tutkimuksen tarkoituksena on parantaa suojelutyön onnistumista ja eläinten hyvinvointia. Erilaisia tutkimuksia ja seurantoja on käynnissä eläintarhassa jatkuvasti. Pääasiallinen tutkimuskohde ovat Korkeasaaressa elävät tai Korkeasaaresta luontoon vapautetut eläimet. Korkeasaaressa on osallistuttu muun muassa kissapetojen parempaan tunnistamiseen luonnossa tähtäävään riistakameratutkimukseen. Trooppisissa taloissa on tutkittu pikkuapinoiden värinäköä, ja eläinten mieltymyksiä erilaisiin ääniin ja videokuviin – tuloksia hyödyntämällä voidaan muun muassa luoda tarhaeläimille uudenlaisia virikkeitä. Nukutusaineiden vaikutuksen tutkimuksesta on hyötyä myös tarhaolosuhteiden ulkopuolella, ja Villieläinsairaalan potilaista saadaan tietoa kotimaisten eläinten tutkimukseen. Melumittauksilla tutkitaan eläinten viihtyvyyttä tarhassa esimerkiksi rakennushankkeiden aikana. Tärkeimpiä eläinten ja niiden olosuhteiden seurantavälineitä ovat kamerajärjestelmät sekä etäyhteyttä hyödyntävät laitteet, joilla voidaan seurata esimerkiksi ympäristön lämpötilaa, kosteutta ja valojaksoja. Näin voidaan varmistua muun muassa siitä, että trooppisissa taloissa eläintilojen lämpötila ja kosteusprosentti ovat oikealla tasolla, ja että valomäärä ei ole yöaikaan liian korkea. Seurantatekniikkaa hyödynnetään paitsi tarhassa, myös eläinkuljetusten aikana. Lämpökameroiden avulla voidaan puolestaan seurata eläimen kuntoa ja jopa mielialaa. Korkeasaaressa kehitetäänkin lämpökuvantamismenetelmiä eläinten tunteiden mittaamiseen. Yhteistyötä tutkimuksissa tehdään tiiviisti eri tahojen kanssa. Näitä ovat muun muassa Helsingin yliopisto, Aalto-yliopisto, Forum Virium ja Logmore. Miksi Korkeasaaressa tehdään tutkimusta? Luonnossa monien lajien tutkiminen voi olla hyvin hankalaa esimerkiksi vaikeakulkuisen ympäristön tai lajin harvalukuisuuden vuoksi. Eläintarhassa sen sijaan voidaan tutkia helposti esimerkiksi eläinten käyttäytymistä ja lisääntymistä. Siirrettävät kamerajärjestelmät välittävät tietoa eläinten liikkeistä ja käyttäytymisestä ympäri vuorokauden. Tutkimuksilla voidaan myös lisätä tarhoissa elävien eläinten hyvinvointia muun muassa kehittämällä eläimille uusia virikkeitä. Villieläinsairaala on tärkeä tutkimusmateriaalin lähde kotimaisten luonnonvaraisten eläinten tutkimuksessa. Esimerkiksi Villieläinsairaalan linnuista saatuja näytteitä on kerätty Helsingin yliopiston virologian ja biotieteiden laitosten tutkimuksiin. Villieläinsairaala on osallistunut myös Hokkaidon yliopiston kanssa tehtävään siilien geneettiseen tutkimukseen, jossa tutkittiin pääkaupunkiseudun siilipopulaatioiden alkuperää ja eläinten levinneisyyttä. Tutkimuksissa edetään eläinten ehdoilla Eläinten hyvinvointi on kaiken Korkeasaaren toiminnan eettinen perusta. Uutta tutkimusta suunnitellessa punnitaan sen hyödyt sekä yksilölle että lajille. Eläintarhassa asuvat eläimet eivät ole koe-eläimiä, eikä tutkimus saa aiheuttaa niille merkittävää haittaa. Esimerkiksi kun Korkeasaaressa on tutkittu nukutusaineiden vaikutusta eri lajeihin, eläimiä ei ole nukutettu tutkimusta varten, vaan tiedot on kerätty samalla kun eläinlääkärin on pitänyt nukuttaa eläin muita hoitotoimenpiteitä varten. Eläinten mieltymyksiä voidaan mitata ilman että eläimen valinnanvapauteen puututaan. Pikkuapinoiden kiinnostusta erilaisia ääniä kohtaan tutkittiin kehittämällä Korkeasaaren valkopääsakien käyttöön laite, jonka käyttämisestä eläimet saivat itse päättää. Sakit kontrolloivat äänilähteen toimintaa omassa elinympäristössään usean viikon ajan, ja laitteen käyttämistä seurattiin liiketunnistimien ja kameroiden avulla. Yksilö- ja lajitietoa kerätään tietopankkeihin Korkeasaaren eläimistä ylläpidetään eläinrekisteriä, josta selviää syntyneiden ja kuolleiden, sekä saapuneiden ja lähetettyjen eläinten määrät. Kansainvälisesti eläintarhojen ja villieläinten tutkimuslaitosten tietopankkina toimii Species360 ZIMS, joka sisältää yksilötason tietoa eläimistä ja sitä kautta eläinlajeista. Tietoa on talletettu eläintarhoissa, yleisöakvaarioissa, villieläinten pelastuskeskuksissa sekä tutkimuslaitoksissa yhteensä yli 10 miljoonasta eläinyksilöstä – mukana myös Korkeasaaressa nyt ja aikaisemmin asuneet eläimet. Kansainvälisillä tutkijoilla on mahdollisuus hyödyntää näitä tietoja työssään. Joissain tilanteissa eläimistä voidaan tallentaa myös veri- ja kudosnäytteitä tai sukusoluja esimerkiksi Euroopan eläintarhajärjestö EAZA:n biopankkiin Kööpenhaminassa. Lähes kaikki Korkeasaaressa kuolleet tai lopetetut eläimet tutkitaan Helsingin yliopiston eläinlääketieteen patologian laitoksella tai Ruokavirastossa, ja tutkimusraportit tallennetaan. Niistä saatu tieto auttaa hoitokäytäntöjen kehittämisessä. Osa eläimistä lähetetään luonnontieteellisen museon kokoelmiin mahdollista tulevaa opetus- ja tutkimuskäyttöä varten. Näin eläimet edesauttavat vielä kuoltuaankin lajin hoito- ja biologisen tiedon karttumista.