Pasaulē reģistrēti 1,2–1,4 miljoni dzīvnieku sugu. Pēc dažādiem aprēķiniem minimālais sugu skaits varētu pārsniegt trīs miljonus, reālākais aprēķins liecina par septiņiem miljoniem, bet visoptimistiskākās prognozes – par 100 miljoniem sugu. Lielākā daļa sugu – līdz pat 85 % no sauszemes un 91 % no ūdens dzīvniekiem – vēl nav atklātas (īpaši posmkāji). Mūsdienās jaunas sugas tiek atklātas galvenokārt tropiskajā joslā un okeānu dzelmē. Ņemot vērā lielo sugu daudzveidību un to dažādās funkcijas ekosistēmās, zooloģija ir komplicēta zinātne. Plašākā nozīmē tā izskaidro lielo taksonu – tipu un klašu savstarpējo radniecību no evolucionārā viedokļa. Šaurākā nozīmē tā pēta atsevišķus taksonus, piemēram, zīdītājus vai vēžus. Tradicionāli zooloģija pēta arī vienšūņus, kurus mūsdienās pieskaita vienai no sešām dzīvo organismu valstīm – protistiem (Protista).

Zooloģijas uzdevums ir noskaidrot dzīvnieku lomu ekosistēmu funkcionēšanā. Dzīvniekiem ir fundamentāla loma ekosistēmās kā pirmās un nākošo pakāpju konsumentiem – augēdājiem, plēsoņām, saprofāgiem un parazītiem. Pasaulē ap 20 000 sugu ir apdraudētas un nepieciešama šo sugu izpēte, lai nodrošinātu to efektīvu aizsardzību. Izmantojot genoma sekvencēšanu, tiek pārskatīta dzīvnieku filoģenēze.

Dzīvniekiem ir liela praktiska nozīme – tie ir galvenais olbaltumvielu avots cilvēka uzturā. Domesticētie dzīvnieki (cūkas, govis, bites u. c.) un savvaļas dzīvnieki nodrošina cilvēci ar pārtiku. No dzīvniekiem izgatavotus preparātus (piemēram, bišu indi, čūsku indi) izmanto medicīnā. Daļa dzīvnieku ir kaitēkļi, kas samazina augu produktivitāti (kartupeļu lapgrauzis, klejotājsiseņi) vai koksnes vērtību (mizgrauži, koksngrauži); ir slimību pārnēsātāji vai izraisītāji (malārijas ods, kašķa ērce); vai ir indīgi (odzes, kubomedūzas). Mūsdienās aktuāls jautājums par mājdzīvnieku ietekmi uz klimata pārmaiņām, jo dzīvnieki novietnēs izdala atmosfērā lielu daudzumu metāna, kas noārda ozona slāni.

Svarīgi pētījumi par dzīvnieku resursiem un to prognozēšanu, piemēram, nozveju. Tiek pētīti kaitēkļi, to bioloģija, ekoloģija un rezistence pret pesticīdiem, jo ik gadu nodarītais zaudējums dažādiem kultūraugiem veido 20–30 % no ražas. Zooloģijas pētījumu rezultātā attīstās arī dzīvnieku biotehnoloģijas, piemēram, mēslu slieku audzēšana olbaltumvielu un komposta ražošanai, kukaiņu audzēšana pārtikai.

Zooloģija ir bioloģijas apakšnozare. Zooloģijas apakšnozares tradicionāli klasificē pēc taksoniem: protozooloģija (pēta vienšūņus), nematoloģija (pēta nematodes), arahnoloģija (pēta ērces, zirnekļus), entomoloģija (pēta kukaiņus), malakoloģija (pēta gliemjus), miriapodoloģija (pēta daudzkājus), karcinoloģija (pēta vēžus), herpetoloģija (pēta abiniekus un rāpuļus), ihtioloģija (pēta zivis), ornitoloģija (pēta putnus), mammaloģija (pēta zīdītājus). Parazitoloģija un helmintoloģija (pēta parazītiskos tārpus) iever vairākus dzīvnieku taksonus. Pielietojamie virzieni ir apidoloģija (bišu audzēšana), akvakultūra (ūdens dzīvnieku audzēšana), veterinārmedicīna. Vispārīgi virzieni: dzīvnieku anatomija, morfoloģija, taksonomija, etoloģija, histoloģija, ekoloģija, evolūcija, zooģeogrāfija. Zooloģija aptver gan fosilos (izmirušos), gan recentos (pašlaik dzīvojošos) dzīvniekus. Mūsdienās šiem virzieniem pievienojas dzīvnieku ģenētika un selekcija, molekulārā sistemātika.

Zooloģijas centrālā teorija ir saistīta ar sugas izpratni. Ja agrāk sugas aprakstīja balstoties uz morfoloģiju, tad mūsdienās sugas izpratni pastiprina to ekoloģijas, genoma, uzvedības, fizioloģijas, mikroevolūcijas u. c. pētījumi. Zooloģijā plaši pielieto evolūcijas teoriju, lai noskaidrotu dažādu dzīvnieku taksonu izcelsmi, radniecību, veidojot evolūcijas kokus. Dzīvnieku ekoloģijā dominē metapopulāciju teorija, kas apraksta mijiedarbību starp vienas sugas atsevišķām, telpiski izolētām populācijām. Dzīvnieku fizioloģijā galvenā ir homeostāzes teorija, kas apraksta organismu iekšējās un ārējās vides mijiedarbību. Evolucionārā bioloģija ietver visas zooloģijas daļas un skaidro evolucionāros procesus, kas nodrošina sugu daudzveidību.

Pētniecības eksperimentālās metodes ir taksonam un pētījumu mērķim specifiskas, piemēram, zivju izpētei izmanto tīklus, sikspārņu izpētei – ultraskaņas detektorus. Metodes var grupēt pēc izpildījuma veida. Morfoloģijas, anatomijas un fizioloģijas izpētei izmanto mikroskopisko un citu tehniku, piemēram, ērču izpētei – lāzerskanējošo mikroskopiju. Tiešie novērojumi dabā ir dzīvniekus saaudzējoša metode, piemēram, putnu uzskaite noteiktā maršrutā. Eksperimenti dabā dod iespēju sekot procesiem dabiskā vidē, piemēram, ievietojot jūrā mākslīgu rifu un sekojot apauguma veidošanās procesam uz tā; pētot putnu ligzdošanas uzvedību. Plaši izplatīti ir dzīvnieku uzvedības vai fizioloģijas eksperimenti laboratorijā, kas sniedz precīzus datus kontrolētos vides apstākļos. Lai gan mūsdienās dzīvnieku izpētē izmanto molekulārās ķīmijas metodes, sensorus, satelītu tehnoloģijas, modelēšanu, tiešsaistes novērojumus un citas tehnoloģijas, tomēr joprojām tiek izmantotas arī klasiskās dzīvnieku izpētes metodes: sugu aprakstīšana, novērojumi un eksperimenti dabā un eksperimenti laboratorijā. Informācijas apstrādei, piemēram, evolūcijas vai dzīvnieku radniecības skaidrošanai izmanto biometrijas metodes, veido datu bāzes u. c.

Cilvēki jau kopš senatnes izzināja dzīvniekus gan kā medību objektus, gan kā parazītus vai indīgus dzīvniekus. Par to liecina alu zīmējumi Austrālijā jau pirms 28 000 gadiem. Apmēram pirms 10 000 gadiem zināmi pirmie domesticētie dzīvnieki – suņi, aitas, kazas, liellopi. Zooloģijas pirmsākumi meklējami antīkajā pasaulē, kad sengrieķu filozofs Dēmokrits no Abdērām (Δημόκριτος ο Αβδηρίτης), vēsturnieks Hērodots no Halikarnāsas (Ἡρόδοτος) un filozofs Aristotelis (Ἀριστοτέλης) klasificēja dzīvos organismus. Aristoteļa deviņās grāmatās par dzīvnieku izcelsmi “Dzīvnieku vēsture” (Περὶ τὰ ζῷα ἱστορίαι, Historia animalium, 4. gs. p. m. ē.) iezīmējas mūsdienu zooloģijas nozares (piemēram, morfoloģija, fizioloģija, dzīvnieku ekoloģija), un tās bija pamats turpmākai dzīvnieku izpētei vairāku gadsimtu garumā. 18. gs. bija uzkrājies ievērojams daudzums dzīvnieku novērojumu, un radās nepieciešamība tos sistematizēt. Zooloģija kā zinātne izveidojās 18. gs., kad zviedru botāniķis un zoologs Karls fon Linnejs (Carl von Linné), balstoties uz naturālistu ievāktajiem datiem, izveidoja mūsdienīgu dzīvnieku klasifikāciju. K. fon Linnejs publicēja grāmatu “Dabas sistēma” (Systema naturae, vairākos izdevumos 1735–1793), kuras 10. izdevums “Dabas sistēma ar trim karaļvalstīm, saskaņā ar to klasēm, kārtām, ģintīm, sugām, ar pazīmēm, atšķirībām, sinonīmiem, izplatību” (Systema naturæ per regna tria naturæ, secundum classes, ordines, genera, species, cum characteribus, differentiis, synonymis, locis) kļuva par mūsdienu dzīvnieku klasifikācijas pirmsākumu. 18.–19. gs. zoologi attīstīja K. fon Linneja idejas. Turpinājās arī dzīvnieku fosiliju pētījumi. Izcilākais no pētniekiem bija paleontoloģijas pamatlicējs Žoržs Kivjē (Georges Cuvier, īstajā vārdā Jean Leopold Nicolas Frederic Cuvier) ar darbu “Dzīvnieku valsts” (Le Règne Animal, 1817). Gadsimtu pēc K. fon Linneja darbiem (1859) Čārlzs Darvins (Charles Robert Darwin) publicēja darbu “Sugu izcelšanās” (On the origin of species), kas deva impulsu turpmākiem evolucionāriem un ekoloģiskiem pētījumiem. 19. gs. tika pamatotas visas mūsdienu zooloģijas apakšnozares, ieskaitot dzīvnieku ģenētiku. 1901. gadā izveidots pirmais starptautiskais zooloģiskās nomenklatūras kodekss, kas ieviesa stingrus nomenklatūras principus un likvidēja haosu jauno sugu aprakstīšanā. Pēdējais nomenklatūras kodekss izdots 1999. gadā. Sintētiskās evolūcijas teorijas pamatlicēja vācu izcelsmes amerikāņu biologa Ernsta Maira (Ernst Walter Mayr) darbi “Dzīvnieku suga un evolūcija” (Animal Species and Evolution, 1963) un “Zooloģiskās sistemātikas metodes un principi” (Methods and Principles of Systematic Zoology, 1953) lika pamatus evolucionārās bioloģijas izveidei.

Pasaulē ik gadu apraksta 17 000–19 000 jaunu sugu (no tiem ap 8 000–10 000 kukaiņu sugu), līdz ar to joprojām aktuāli anatomijas un morfoloģijas pētījumi. Agrāk šie pētījumi bija vairāk aprakstoši, bet mūsdienās līdz ar morfoloģiskiem un ekoloģiskiem pētījumiem iekļauti genoma un bioķīmiskie pētījumi. Sugu apraksti ir pamats to evolūcijas skaidrošanai. Daudzi pētījumi koncentrēti uz funkcionālu jautājumu risināšanu, piemēram, dzīvnieku orientēšanos, uzvedību, molekulāriem fizioloģijas mehānismiem. Mūsdienās attīstās populāciju ģenētikas pētījumi, īpaši saistībā ar metapopulāciju teoriju. Dzīvnieku genoma (dezoksiribonukleīnskābes (DNS), ribonukleīnskābes (RNS)) pētījumi dod iespēju kritiski izvērtēt un pilnveidot līdzšinējo dzīvnieku valsts sistēmu, īpaši dzimtu, ģinšu un sugu mērogā. Ekoloģiskie pētījumi ir sarežģīti, jo jāņem vērā ne tikai sugu īpašības, bet arī plašs vides faktoru klāsts. Pētījumi ietver barošanās tīklu, lomas vielu apritē ekosistēmās, to produktivitātes izpēti. Dzīvnieku uzvedības pētījumi veltīti nelielām izmaiņām dzīvnieku uzvedībā, kas ar laiku noved pie sugu diferencēšanās. Piemēram, tiek pētītas uzvedības atšķirības dvīņu sugām – sugām, kuras morfoloģiski vāji atšķiramas.

Katrā valstī ir institūcijas, kas nodarbojas ar dzīvnieku izpēti, taču šiem pētījumiem ir specializācija, piemēram, Ziemeļvalstis (Kanāda, Somija, Krievija u. c.) koncentrējas uz meža ekosistēmu dzīvnieku pētījumiem. Lielajās lauksaimniecības ražotājvalstīs (piemēram, Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV)) un valstīs ar lielu iedzīvotāju skaitu (piemēram, Indijā) tiek veikti plaši pētījumi par augu kaitēkļiem, dzīvnieku biotehnoloģijām. Tropiskās joslas dzīvnieku izpēti veic galvenokārt resursiem bagātās valstis Ziemeļu puslodē (ASV, Lielbritānija u. c.).

Zooloģijā iegūtās informācijas apjoms ir ļoti plašs, tāpēc mūsdienu zoologi ir īapši specializējušies. Katrā no specializācijas virzieniem ir daudz izcilu pētnieku. Vispopulārākais un daudzpusīgākais mūsdienu zoologs ir angļu naturālists Deivids Atenboro (David Frederick Attenborough), kurš ir ne vien zinātnieks, bet arī dzīvnieku valsts propagandētājs, veidojot neskaitāmas filmas par dzīvību uz Zemes. Viņa devums iedzīvotāju vides izglītošanā pielīdzināms 19. gs. vācu zoologa Alfrēda Brēma (Alfred Edmund Brehm) devumam, kurš no 1863. gada līdz 1879. gadam sarakstīja desmit enciklopēdiskas grāmatas par dzīvniekiem “Dzīvnieku valsts” (Brehms Tierleben).

Svarīgākie periodiskie izdevumi: Journal of Animal Ecology (kopš 1932. gada, British Ecological Society), Genetics Selection Evolution (kopš 1961. gada, BioMed Central), Mammal Review (kopš 1970. gada, Wiley-Blackwell), Frontiers in Zoology (kopš 2004. gada, BioMed Central), Behavioral Ecology (kopš 1990. gada, Oxford University Press), Animal Behaviour (kopš 1953. gada, Elsevier), Zoologica Scripta (kopš 1971. gada, Wiley-Blackwell), Zoological Journal of the Linnean Society (kopš 1856. gada, Wiley-Blackwell), Journal of Animal Science (kopš 1942. gada, American Society of Animal Science), Journal of Mammalogy (kopš 1919. gada, Oxford University Press), The Auk (kopš 1884. gada, American Ornithologists' Union), Physiological and Biochemical Zoology (kopš 1928. gada, University of Chicago Press), Journal of Avian Biology (kopš 1970. gada, Wiley-Blackwell), Journal of Zoology (kopš 1830. gada, Wiley-Blackwell), Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution (kopš 2003. gada, Wiley-Blackwell), Zootaxa (kopš 2001. gada, Magnolia Press).