تضم حديقة الحيوانات بالعين مركزاً لصحة الحيوان والذي يشمل العيادة البيطرية وغيرها من الخدمات المساندة ذات الصلة لتشكل جميعها منظومة تشخيصية وعلاجية متطورة لتوفيرالرعاية البيطرية لأكثر من 4000 حيوان وطائر تتوزع على 172 نوعاً من الطيور والحيوانات البرية.
يتبع الفريق البيطري منهجاً مختلفاً لإنقاذ الحيوانات المهددة بالانقراض حيث تتم مراقبتها بانتظام لمنع حدوث المضاعفات الصحية بدلاً من معالجتها فقط في حالة حدوثها.

وقال الدكتور أرشد هارون توسي مدير العيادة البيطرية في حديقة الحيوانات بالعين : " إن المنظومة البيطرية المتكاملة التي تمتلكها الحديقة وفرت الكثير من الوقت والجهد من خلال تسهيل خطوات فحص وعلاج الحيوانات وفقاً لأحدث المعايير البيطرية المتبعة عالمياً". وأضاف :"بأن وجود  فريق بيطري متكامل من الأطباء والفنيين المختصين في مجالات رعاية الحياة البرية إلى جانب الخدمات الشاملة المتخصصة أوجدت ضمانات أكبر لدقة العلاج حيث تجري الفحوصات والتحاليل في الحديقة ما يسهل معه عمليات المراقبة ومطابقة النتائج لوجود المختبر والحيوان المريض في مكان واحد".

وتتضمن العيادة البيطرية في الحديقة قسم للأشعة، آخر للأسنان، وغرفة للتصوير بالموجات فوق الصوتية  بالإضافة إلى غرفة للمناظير، وصيدلية ومخازن للأدوية، ومعدات خاصة لتخدير الحيوانات بالغاز من بينها أسلحة تختلف من حيث نوع الحيوان والطائر وتحتاج الحيوانات المفترسة كالأسود وخفيفة الحركة كالغزلان إلى معدات خاصة للتخدير.
وكما تضم العيادة مركزاً للفحوصات البيطرية والبحوث المختصة الذي يعتبر الوحيد من نوعه المختص بالحياة البرية في دولة الإمارات العربية المتحدة، ويقوم بعمل الفحوصات الدورية الشاملة لجميع الحيوانات المختلفة في الحديقة من حيث الكيمياء الحيوية وأمراض الدم، وفحص الأحياء المجهرية، والتشريح، والأحياء الجزيئية والجينات، وفحوصات الأجسام المضادة.

ويوجد قسماً آخر لحجز الحيوانات المريضة التي تحتاج حالاتها وضعها تحت الملاحظة الطبية لبعض الوقت وهناك كذلك عدداً من الحضانات لرعاية الحيوانات الوليدة التي تولد قبل موعدها أو تستدعى حالتها وضعها تحت الملاحظة وبرنامجاً لإرضاع الحيوانات الصغيرة التي تعتمد في تغذيتها على الرضاعة ولا تقوم الأمهات بإرضاعها، وبرنامج لتحضير الوجبات للحيوانات المرضى بمعايير بيطرية محددة.
وتختلف فسيولوجية وأحجام وطبيعة الحيوانات البرية من نوع إلى آخر، حيث حرصت الحديقة على توفير 15 نوعاً مختلفا من أماكن إيواء العلاج ضمن مبيت الحيوانات الدائم لضمان الراحة التامة للحيوان خلال فترة العلاج ، حيث يتواجد الفريق البيطري خلال طيلة أيام الأسبوع وفي الحالات الطارئة لضمان تقديم الرعاية اللازمة لصحة الحيوانات البرية.

تقدم حديقة الحيوانات بالعين خدمات خمس نجوم للحيوانات البرية من خلال توفير الغذاء المتنوع، والمكان الملائم إلى جانب الرعاية الصحية الشاملة التي تقدم من قبل أطباء ومختصين أكفاء في مجال رعاية الحيوان. وكما تعمل ضمن شراكات مع بعض المجموعات الرائدة في مجال الحفاظ على البيئة على مستوى العالم، وذلك بهدف الحفاظ على الأنواع البرّية المهددة بالانقراض وإعادة توطينها في بيئاتها الطبيعية.