องค์การสวนสัตว์ ในพระบรมราชูปถัมภ์ (อสส.) (อังกฤษ: The Zoological Park Organization under the Royal Patronage of His Majesty the King) หรือ องค์การสวนสัตว์ เป็นองค์การในพระบรมราชูปถัมภ์ ใน พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช เป็นรัฐวิสาหกิจ ประเภทส่งเสริม สังกัดกระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม มีหน้าที่รับผิดชอบในเรื่องการจัดหารวบรวมสัตว์ป่านานาชนิด การให้การศึกษา การอนุรักษ์และขยายพันธุ์ และการจัดสวนสัตว์ให้เป็นสถานที่พักผ่อนหย่อนใจของประชาชนทั่วไป นอกจากนี้ยังเป็นหน่วยงานซึ่งมีหน้าที่ประสานงานและดำเนินการด้านต่างๆให้สวนสัตว์ ปัจจุบันมีสวนสัตว์อยู่ภายใต้ความรับผิดชอบ 7 แห่ง และ 1 โครงการจัดตั้ง คือ สวนสัตว์ดุสิต, สวนสัตว์เปิดเขาเขียว, สวนสัตว์เชียงใหม่, สวนสัตว์นครราชสีมา, สวนสัตว์สงขลา,สวนสัตว์อุบลราชธานี, สวนสัตว์ขอนแก่น และโครงการคชอาณาจักร จังหวัดสุรินทร์
วันที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2497 จึงได้มีพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งเป็น องค์การสวนสัตว์แห่งประเทศไทย โดยขึ้นตรงกับสำนักนายกรัฐมนตรี เพื่อดูแลจัดการกิจการสวนสัตว์
วันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2506 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช ทรงรับองค์การสวนสัตว์แห่งประเทศไทย ไว้ในพระบรมราชูปถัมภ์ จึงเปลี่ยนชื่อเป็น "องค์การสวนสัตว์ ในพระบรมราชูปถัมภ์" (อสส.)
ปัจจุบันเป็น รัฐวิสาหกิจประเภทส่งเสริม และขึ้นตรงกับ กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม
สวนสัตว์ดุสิต หรือ เขาดินวนา (Dusit Zoo) เป็นสวนสัตว์และสวนสาธารณะแห่งแรกของประเทศไทย อยู่ใกล้กับสนามเสือป่าและพระที่นั่งอนันตสมาคม เดิมเป็นพระราชอุทยานส่วนพระองค์ในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ดินที่ขุดขึ้นมาได้นำมาใช้ในการถมเนินและปลูกต้นไม้ พระองค์จึงโปรดเรียกที่นี้ว่า "เขาดินวนา"
ปัจจุบันมีสัตว์ป่าทั้งในและต่างประเทศ รวมกว่า 1,600 ตัว มีผู้เข้ามาใช้บริการเฉลี่ยปีละ 2.5 ล้านคน
สวนสัตว์เปิดเขาเขียว เป็นสวนสัตว์เปิดขนาดใหญ่ในจังหวัดชลบุรี สวนสัตว์เป็นบริการสาธารณะ เกินขึ้นจากคณะกรรมการองค์การสวนสัตว์ได้พิจารณาเห็นว่า สวนสัตว์ดุสิต มีพื้นที่น้อยแต่ปริมาณสัตว์มากเกินไป อยู่กันอย่างหนาแน่น แออัด เป็นผลให้การขยายพันธุ์ของสัตว์ป่าเป็นไปอย่างเชื่องช้า จึงมีมติรับหลักการใช้พื้นที่ป่าสงวนแห่งชาติเขา-เขียว และเขาชมภู่ จังหวัดชลบุรี
อีกทั้งสวนสัตว์เปิดเขาเขียว เป็นสวนสัตว์แห่งแรกของประเทศไทยที่ได้เป็นสมาชิกของสมาคมสวนสัตว์โลกและอควอเรียม (WAZA) แห่งเดียวในอาเซียน
สวนสัตว์เชียงใหม่ ตั้งอยู่บริเวณทางขึ้นดอยสุเทพ, จังหวัดเชียงใหม่ ก่อตั้งขึ้นโดยนายฮาโรลด์ เมสัน ยัง มิชชั่นนารีชาวอเมริกัน จนกระทั่งปี พ.ศ. 2520 สวนสัตว์จึงโอนเข้าสังกัดองค์การสวนสัตว์ ตั้งแต่วันที่ 16 มิถุนายน พ.ศ. 2520
มีสัตว์อยู่ในสวนสัตว์จำนวนมาก โดยจุดเด่นอยู่ที่หมีแพนด้า ช่วงช่วง และ หลินฮุ่ย จากประเทศจีน และภายในสวนสัตว์เชียงใหม่มีโบราณสถานที่ชื่อว่าวัดกู่ดินขาว
สวนสัตว์นครราชสีมา หรือ สวนสัตว์โคราช เป็นซาฟารีขนาดใหญ่ที่สุดของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ มีสัตว์ป่าที่หาชมยากมากมาจัดแสดง โดยมีการปรับพื้นที่เป็นลูกคลื่นทำให้มองดูคล้ายทุ่งหญ้าสะวันนา จึงได้มีการนำสัตว์จากแอฟริกามาจัดแสดง
สวนสัตว์สงขลา อยู่ท่ามกลางขุนเขาและโอบล้อมด้วยทะเลสาบสงขลา มีจุดชมวิวที่สามารถมองเห็นสะพานติณสูลานนท์ ตัวเมืองสงขลา และทะเลอ่าวไทย เป็นแหล่งอนุรักษ์เพาะขยายพันธุ์สัตว์ป่าหายากทางใต้ของไทย
สิ่งที่น่าสนใจในสวนสัตว์สงขลา ได้แก่ ส่วนจัดแสดงสัตว์เท้ากีบ ประกอบด้วย กวาง, เก้ง, กระทิง และ ศูนย์เสือ จัดแสดงเสือชนิดต่างๆ เช่น เสือโคร่งพันธุ์เบงกอล เสือโคร่งพันธุ์อินโดจีน เสือจากัวร์ดำ เสือดาว เสือลายเมฆ และสัตว์ตระกูลเสืออีกหลายๆ ชนิด ที่หาดูได้ยาก
องค์การสวนสัตว์ ได้รับมอบพื้นที่ส่วนหนึ่งของป่าสงวนแห่งชาติดงฟ้าห่วน บริเวณสวนพฤกษศาสตร์ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ประมาณ 1,217 ไร่ ในเขตอำเภอเมืองอุบลราชธานี จังหวัดอุบลราชธานี (ห่างจากตัวเมืองอุบลราชธานี 12 กิโลเมตร) จากกรมอุทยานแห่งชาติ สัตว์ป่า และพันธุ์พืช เพื่อใช้ในการก่อสร้างสวนสัตว์อุบลราชธานี เริ่มในปี พ.ศ. 2550 มีกำหนดก่อสร้าง 5 ปี เมื่อแล้วเสร็จ จะทำให้เป็นสวนสัตว์ที่สมบูรณ์ที่สุดในเขตภูมิภาคนี้ โดยคาดว่าจะเปิดให้เข้าชมได้เป็นครั้งแรกในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2555
คาดว่าจะมีสัตว์ป่าประจำถิ่นในภูมิภาคมาแสดงเช่น กระทิง ค่างห้าสี รวมทั้งสัตว์ป่าต่างประเทศจากประเทศเพื่อนบ้าน เช่น ลาว กัมพูชา แลกเปลี่ยนมาจัดแสดงในสวนสัตว์แห่งนี้
นอกจากนี้ทางองค์การสวนสัตว์ยังได้มีแนวคิดที่จะนำหมีแพนด้า จากเมืองเฉิงตู สาธารณรัฐประชาชนจีนมาจัดแสดงที่จังหวัดอุบลราชธานี เพื่อเป็นการส่งเสริมและกระตุ้นการท่องเที่ยวในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ โดยเฉพาะกลุ่มนักท่องเที่ยวจากประเทศเพื่อนบ้านที่ติดกับจังหวัดอุบลราชธานี ทั้งลาว กัมพูชา และเวียดนาม
สวนสัตว์ขอนแก่น หรือสวนสัตว์เขาสวนกวาง จัดตั้งอยู่ที่ อำเภอเขาสวนกวาง จังหวัดขอนแก่น (ถนนมิตรภาพ ทางไปจังหวัดอุดรธานี) เป็นศูนย์กลางการศึกษาและการอนุรักษ์พันธุ์สัตว์ในเขตภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนบน
องค์การสวนสัตว์ อยู่ระหว่างการดำเนินการจัดตั้งสวนสัตว์ จำนวน 5 แห่ง ได้แก่ สวนสัตว์สุรินทร์ สวนสัตว์นครสวรรค์ สวนสัตว์ราชบุรี สวนสัตว์สุโขทัย และสวนสัตว์ชุมพร
