koordinaadid: 59° 25′ 14,6″ N, 24° 39′ 28,9″ E

Tallinna Loomaaed on Tallinna linnale kuuluv loomaaed Tallinnas Haabersti linnaosas Veskimetsa asumis.
Tallinna Loomaaias on palju ohustatud liike, näiteks õnnekurg, hiina alligaator, amuuri tiiger, lumeleopard, miilu ja gaur. Loomaaed osaleb liigikaitseprojektides, näiteks euroopa naaritsa ja amuuri leopardi projektis.
24. novembril 1937 toimus Peeter Pätsi juhatusel koosolek sobiva koha leidmiseks peatselt asutatavale zoo-botaanilisele pargile, vabaõhumuuseumile ja rahva lõbustuspargile.
26. novembril 1938 pidas zooloogiaaia "Rahvapark" eeltööde komisjon oma viimase koosoleku ja leidis, et Tallinna linnavalitsuse soovitatud maa-ala Järve jaama juures pole zooloogiaaia asutamiseks sobiv. Loodushoiu- ja Turismi-instituut taotles loomaaia asutamiseks maad ka Pärnus, kus asja käis selgitamas looduskaitseinspektor Gustav Vilbaste.
23. juunil 1939 avati Eesti Mängude puhul "Metsloomade näitus". Esimeseks eksponaadiks sai Alutaguse metsast püütud karupoeg.
25. augustil 1939 avas Eesti Loomakaitse Liit 1943. aastaks plaanitud üleriikliku iluaiandusnäituse osana Kadrioru Väikese Loomaaia. Seda peetakse Tallinna Loomaaia asutamiskuupäevaks. Eksponeeritud olid ilves, dingod, okassead, nutriad, lõvid, merisead, mäger, küülikud, jääkarud, pruunkarud, mustkaru, öökullid, punarebased, sinirebased, rebased, metskitsed, ahvid, mäesokud, paavianid ja ponid. 2. novembril 1939 valiti Kadrioru Väikese Loomaaia hooldajaks Aita Päts. 1939. aasta lõpuks oli registreeritud üle 100 000 loomaaiakülastuse. Külastusmaks oli lastele 5 senti, õpilastele ja sõjaväelastele 10 senti, täiskasvanutele 25 senti. Talvel oli loomaaed avatud pühapäeviti kell 11–16. Eesti Loomakaitse Liidu juhatuse otsusega 20. aprillist 1940 sai alates 1. maist Kadrioru Väikese Loomaaia juhatajaks Hermann Talts.
Tallinna Loomaaia esimene eksponaat oli ilves Illu, kelle oli pojana kingituseks saanud 1937. aastal Helsingis maailmameistriks tulnud ja Argentina karika võitnud Eesti Laskurliidu võistkond. Illut on kujutatud ka loomaaia logol. 1939. aastal kinkisid Eestist lahkuvad saksa vähemusrahvuse esindajad loomaaiale oma loomi, eriti linde (papagoisid, paabulinde). 1940. aastal oli loomaaial lõvipaar Zappik ja Tilli ning lõvikutsikad Kõu ja Vilgas. Loomaaias olid ka pruunkarud Mari, Jüri ja Maret ning jääkarud Truuta ja Moorits.
Esialgu asus loomaaed ajutisel territooriumil Kadrioru pargi lähedal Mäekalda tänaval. See "ajutine" olukord kestis 44 aastat. Alles 1983. aastal sai loomaaed umbes 89 hektari suuruse ala Veskimetsas, kus olid asunud sõjaväelaod. Laod kohandati loomade hoidmiseks. Uusi rajatisi ei saanud ehitada, sest Nõukogude Liidus kehtis pärast Moskva olümpiamänge kümneaastane kultuuri- ja spordiasutuste rajamise keeld. 1989. aastal valmis paksunahaliste maja, 1999. aastal troopikamaja ja 2005. aastal selle idatiib. 2014. aastal avati loomaaia loodushariduskeskus. 2017. aastal valmis polaariumi esimese etapina jääkarumaailm. 2023. aasta mais valmis Kagu-Aasia vihmamets.
Praegu ehitatakse loomaaeda välja aeglases tempos, kasutades muu hulgas ettevõtete ja eraisikute annetusi.