Eläintarhanhoitajan koulutus perustuu yleensä matematiikan ja luonnontieteiden perustietoon, mutta useimmissa tapauksissa se kasvaa edelleen vuosienkin jälkeen. Eläintarhanhoitajana työskentely on sellaista työtä, joka vaatii jatkuvaa käytännön koulutusta, joka laajenee ja mukautuu ympäristöön. Useimmat eläintarhanhoitajat aloittavat koulutuksensa lukiossa ja valitsevat haastavia kursseja, joissa keskitytään biotieteisiin, kuten biologiaan. Yliopistokoulutusta ei aina vaadita, mutta sitä suositellaan lähes aina. Jotkut työssäoppimiskurssit ovat yleensä tarpeen, ja useimmat eläintarhanhoitajat havaitsevat, että he jatkavat oppimistaan, vaikka he ovat saavuttaneet palvelussuhteen ja vuosien kokemuksen.
Yleisessä eläintarhanhoitajan koulutuksessa on kaksi pääosaa: kirjan oppiminen ja työssäoppiminen. Ensimmäinen on yleensä paljon helpompi määritellä. Eläintarhanhoitajien on aloitettava ammatti, jolla on huomattavat tieteen ja matematiikan perusteet. Kukaan ei kuitenkaan voi oppia oppikirjasta kaikkea eläinten hoitoon liittyvää. Käytännön koulutus on myös olennainen osa useimpien eläinkäsittelijöiden työtä.
Jotkut ihmiset, jotka toivovat pääsevänsä eläinten hoitoon keskittyvään uraan, etsivät käytännön kokemusta harjoittelusta tai vapaaehtoisohjelmasta. Tällaiset kokemukset antavat osallistujille usein mahdollisuuden kehittää taitoja, jotka johtavat myöhempään työhön. Opiskelijat ja vapaaehtoiset eivät yleensä pysty suorittamaan monia tehtäviä itsenäisesti, eivätkä he välttämättä pääse ollenkaan vuorovaikutukseen eläinten kanssa. Suuri osa arvosta tulee havainnoinnista: eläintarhatyöntekijöiden tehtävien suorittamisen seuraaminen, kulissien takana tapahtuvien asioiden oppiminen sekä eläintarhan toiminnan edellyttämien monien elementtien ymmärtäminen ja arvostaminen. Joillekin työnantajille tällainen koulutus ja kokemus ovat arvokkaampia kuin akateeminen koulutus.
Aloittelevat eläintarhanhoitajat käyvät yleensä läpi laajoja koulutus- ja perehdyttämisohjelmia, joita työnantajat järjestävät. Osa tästä on tarkoitettu eläintarhaprotokollan ja -vaatimusten oppimiseen, mutta paljon on myös suunniteltu edistämään käytännön oppimista ohjatussa, jäsennellyssä ympäristössä. Uudet eläintenhoitajat pääsevät harjoittelemaan taitojaan opastusten aikana oppien samalla eläintarhan turvallisuussäännöistä, eläinten kosketusta koskevista säännöistä sekä ruokinnasta ja yleisestä hoidosta.
Useimpien ammattilaisten on myös osallistuttava jonkin verran jatkuvaan eläintarhanhoitajan koulutukseen koko uransa ajan. Joskus tämä tapahtuu järjestäytyneiden seminaarien tai luentojen muodossa, mutta se voidaan esittää myös rennompina eläinten tarkkailutilaisuuksina, julisteistunnoina läheisissä yliopistoissa tai keskusteluina eri koulutettujen kollegoiden kanssa. Osallistuminen virallisiin eläintenhoitajien koulutuskonferensseihin on myös yleistä.
Kaikki eläintarhanhoitajan koulutus ei ole muodollista tai edes suunniteltua. Vakiintuneet ammattilaiset joutuvat usein jatkuvasti alttiiksi uusille eläintarhanhoitajan koulutuksen näkökulmille päivittäisten työtehtäviensä aikana. Näiden ammattilaisten on opittava eläimiltä ja kollegoiltaan. Jotkut näistä tehtävistä tulevat luonnostaan, kuten oppiminen tunnistamaan suuntauksia ja malleja lajien välillä tai tottuu eläintarhan eläinten yksilöihin ja mieltymyksiin. Uusien tekniikoiden ja suuntausten oppiminen on myös tärkeää.