Chiến lược tốt nhất nhằm bảo tồn đa dạng sinh học là bảo tồn các quần xã và quần thể ngay trong điều kiện tự nhiên, một phương thức thường được nói đến là bảo tồn nguyên vị hay bảo tồn tại chổ (in situ; on-site preservation). Chỉ trong tự nhiên, các loài mới có khả năng tiếp tục quá trình thích nghi tiến hóa đối với môi trường đang thay đổi trong các quần xã tự nhiên của chúng. Tuy nhiên, đối với nhiều loài hiếm thì bảo tồn nguyên vị chưa phải là giải pháp khả thi trong điều kiện những áp lực của con người ngày càng gia tăng. Nếu quần thể còn lại là quá nhỏ để tiếp tục tồn tại, hoặc nếu tất cả những cá thể còn lại được tìm thấy ở ngoài khu bảo vệ thì bảo tồn nguyên vị sẽ không có hiệu quả. Trong những trường hợp này, giải pháp duy nhất để ngăn cho loài khỏi bị tuyệt chủng là bảo tồn các cá thể trong những điều kiện nhân tạo. Chiến lược này được gọi là bảo tồn ngoại vi hay bảo tồn chuyển vị (ex-situ; off-site preservation). Thực tế có một số loài đã bị tuyệt chủng ngoài tự nhiên song vẫn đang tồn tại trong các bầy đàn nhân nuôi, chứ không còn tìm thấy trong dạng hoang dại nữa.
Các điều kiện để bảo tồn chuyển vị động vật bao gồm vườn thú, trang trại nuôi động vật, thủy cung và các chương trình nhân giống động vật. Thực vật thì được bảo tồn trong các vườn thực vật, vườn cây gỗ và các ngân hàng hạt giống.
Bảo tồn chuyển vị là một bộ phận quan trọng trong chiến lược tổng hợp nhằm bảo vệ các loài đang có nguy cơ tuyệt diệt. Bảo tồn chuyển vị và bảo tồn nguyên vị là những cách tiếp cận có tính bổ sung cho nhau. Những cá thể từ các quần thể được bảo tồn chuyển vị sẽ được thả định kỳ ra ngoài thiên nhiên để tăng cường cho các quần thể được bảo tồn nguyên vị. Nghiên cứu trên các quần thể nuôi nhốt có thể cung cấp cho ta những hiểu biết về đặc tính sinh học của loài và gợi ra những chiến lược bảo tồn mới cho các quần thể được bảo tồn nguyên vị. Các quần thể chuyển vị mà có thể tự duy trì quần thể thì sẽ làm giảm bớt nhu cầu phải bắt các cá thể từ ngoài thiên nhiên để phục vụ mục đích trưng bày hoặc nghiên cứu. Cuối cùng, việc những con vật được nuôi nhốt và trưng bày sẽ góp phần giáo dục quần chúng về sự cần thiết phải bảo tồn loài cũng như bảo vệ các thành viên khác của loài đó ngoài tự nhiên. Ngược lại bảo tồn nguyên vị là không thể thiếu đối với sự sống còn của những loài không thể nuôi nhốt, cũng như để tiếp tục có các loài mới trưng bày trong các vườn thú, thủy cung hay các vườn thực vật.
1. Vườn thú
Các vườn thú, cùng với các trường đại học, các Cục, Vụ phụ trách về sinh vật hoang dã của Chính phủ và các tổ chức bảo tồn hiện đang nuôi giữ trên 700.000 cá thể, đại diện cho 3.000 loài thú, chim, bò sát và lưỡng cư. Các vườn thú hầu như chỉ trưng bày
những loài thú lớn đầy quyến rũ như gấu trúc, hươu cao cổ, voi,... trong khi đó có xu hướng bỏ qua một số lượng không nhỏ các loài côn trùng và động vật không xương sống khác mà nhóm này tạo thành một bộ phận chủ yếu của động vật giới trên trái đất.
Mục tiêu hiện nay của hầu hết các vườn thú lớn là lập được quần thể nuôi của các loài động vật hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng. Chỉ khoảng 10% trong số 247 loài thú hiếm được nuôi giữ trong các vườn thú khắp thế giới là có khả năng tự duy trì quần thể ở kích thước đủ để bảo tồn tính biến dị di truyền của chúng. Để khắc phục tình trạng này, các vườn thú và những tổ chức bảo tồn có liên quan đã bắt tay vào xây dựng cơ sở vật chất và triển khai các công nghệ cần thiết để tạo lập được các bầy đàn có khả năng sinh sản của các loài quí hiếm và đang có nguy cơ tuyệt diệt, cũng như xây dựng chương trình và phương pháp mới nhằm tái lập các loài ngoài tự nhiên.
Một loạt các kỹ thuật cũng đang được nghiên cứu và áp dụng nhằm làm tăng tỷ lệ sinh sản của các loài động vật nuôi. Các kỹ thuật này gồm ấp và vú nuôi, tức là con mẹ của loài phổ biến nuôi dưỡng con cháu của loài quí hiếm; thụ tinh nhân tạo khi con trưởng thành tỏ ra không muốn thụ tinh hoặc chúng phải sống trong những điều kiện khác biệt, ấp trứng
nhân tạo trong các điều kiện tốt nhất để trứng nở và cấy phôi tức là cấy trứng đã được thụ
tinh của loài quí hiếm vào tử cung của con mẹ thay thế thuộc loài phổ biến.
2. Bể nuôi
Để ngăn chặn các hiểm họa đối với các loài thủy sinh, những chuyên gia về cá, thú biển và san hô làm việc tại các thủy cung hay các bể nuôi đã hợp tác ngày càng chặt chẽ với các đồng nghiệp tại các Viện nghiên cứu biển, các Cục, Vụ thủy sản của chính phủ và các tổ chức bảo tồn để xây dựng các chương trình bảo tồn những loài và quần xã tự nhiên đang được quan tâm. Có khoảng 580.000 cá thể của các loài cá đang được nuôi giữ trong các bể nuôi mà hầu hết các loài đó là được thu thập ngoài tự nhiên. Hiện đang có nhiều nỗ lực nhằm phát triển các kỹ thuật gây giống để có thể duy trì các loài quí hiếm trong bể nuôi, đôi khi có thể thả chúng ra tự nhiên và do đó không phải bắt giữ những mẫu vật hoang dã.
3. Vườn thực vật và vườn ươm cây
Vườn thực vật là nơi lưu giữ các quần thể thực vật dễ dàng hơn so với động vật. Thực vật đòi hỏi sự chăm sóc ít hơn là động vật; nhu cầu về nơi ở của chúng dễ cung cấp; không cần thiết phải nhốt lại; các cá thể có thể dễ dàng nhân giống hơn; hầu hết là lưỡng tính, trong đó có khoảng một nửa thành phần loài cần phải được lưu giữ về đa dạng di truyền. Ngoài ra, hạt giống của nhiều loại cây trong giai đoạn nghĩ, dễ bảo vệ. Từ những lý do đó, các vườn thực vật là công cụ thật sự quan trọng trong việc lưu giữ đa dạng loài và di truyền.
Hiện nay có khoảng 2.178 vườn thực vật trên thế giới thuộc 153 nước, trong đó có 878 vườn thuộc Châu Âu, đã có các bộ sưu tập chính của các loài thực vật, thể hiện một nỗ lực lớn lao trong việc bảo tồn thực vật.
Các vườn thực vật trên thế giới hiện nay đang lưu giữ khoảng 6.130.000 cá thể thuộc 80.000 loài thực vật, trong đó có khoảng 3,5 triệu cây thuộc các nước Châu Âu. Vườn thực vật lớn nhất thế giới Vườn Thực vật Hoàng gia Anh Quốc tại Kew, có khoảng 25.000 loài cây đang được gieo trồng.
Về đặc trưng phân loại, khả năng cung cấp của các vườn thực vật là cao hơn. Có khoảng 72 trong số 110 loài thông được biết được thu thập tại California, một vườn thực vật ở Nam Phi chiếm khoảng 1/4 số loài của cả nước, một vườn ở California chiếm 1/3 số loài đặc hữu ở nước Mỹ. Trong đó có trường hợp một loài cây đã bị tuyệt chủng ở ngoài tự nhiên (Clarkia franciscana) đã được bảo tồn trong vườn thực vật và đã được tái du nhập vào thành
loài đặc hữu sống ở California. Chỉ có 300 đến 400 vườn thực vật trên thế giới có thể lưu giữ các mẫu bảo tồn chủ yếu và chỉ 250 vườn trong số đó được sử dụng làm ngân hàng lưu giữ hạt giống, trong một đánh giá cho rằng các vườn thực vật có thể cứu được các quần thể của 20.000 loài thực vật tuyệt chủng.
Vai trò quan trọng của các vườn thực vật trong việc bảo tồn đa dạng sinh học đã được minh họa bởi việc mở rộng mạng lưới của 19 vườn thực vật ở Mỹ với Trung tâm bảo tồn thực minh họa bởi việc mở rộng mạng lưới của 19 vườn thực vật ở Mỹ với Trung tâm bảo tồn thực vật (CPC). CPC ước tính có 3.000 taxon đặc hữu ở Mỹ bị đe dọa tuyệt chủng, trong đó hơn 300 loài đang được nuôi cấy ở mạng lưới các vườn.
Sự đóng góp của các vườn thực vật đối với công tác bảo tồn loài mở rộng ra đối với các loài đang bị đe dọa ngoài hoang dã. Các vườn thực vật cung cấp cây cho nghiên cứu và nuôi trồng. Chúng cũng là nguồn tài nguyên quan trọng cho việc giáo dục. Mỗi năm ước tính có khoảng 150 triệu người đến thăm các vườn thực vật.
Vai trò quan trọng của các vườn thực vật có thể dễ dàng được phát triển. Sự mất cân đối về vị trí địa lý của các vườn thực vật hiện nay, có thể được ngăn ngừa nếu như các vườn được thiết lập ở các nước nhiệt đới. Trong khi hơn 100 khu vườn được thành lập và có kế hoạch thành lập trong thập kỷ qua và nhiều trong số đó ở các vùng nhiệt đới, thì vẫn còn sự mất cân đối địa lý, đặc biệt là khi xem xét về độ phong phú loài ở các vùng nhiệt đới. Với các nghiên cứu sâu hơn về các công nghệ bảo quản và với các dữ liệu tốt hơn về nơi thu thập mẫu vật và lịch sử sinh sản của chúng, các vườn thực vật có thể trở thành nơi bảo quản tính di truyền quan trọng. Ban thư ký của Hiệp hội Bảo tồn thực vật của IUCN hiện nay đang phát triển cơ sở dữ liệu máy tính về những sự có mặt của các loài ở các vườn thực vật để giúp các vườn thu thập các loài còn thiếu. Những nỗ lực của các vườn thực vật trong việc bảo tồn nguồn giống đang được phối hợp với chiến lược bảo tồn vườn thực vật của IUCN. Trong việc phối hợp với Ban quốc tề về Tài nguyên di truyền thực vật (IBPGR, International Board for Genetic Resources), IUCN cũng đã cùng phối hợp để đưa ra hướng dẫn về việc thu thập nguồn giống đối với các loài hoang dã.
Cho đến nay, các vườn thực vật đã không sử dụng hết lợi ích của việc lưu giữ các loài đang bị đe dọa và bảo tồn nguồn gen. Mặc dù chứa một phần lớn khu hệ thực vật thế giới, các vườn có truyền thống không hợp tác về những tri thức bản địa. Nhờ vào những nỗ lực của các tổ chức và cá nhân, vai trò của vườn trong việc bảo tồn đang được phát triển nhanh chóng.
4. Ngân hàng hạt giống - gen
Ngài việc trồng cây, các vườn thực vật và viện nghiên cứu đã xây dựng bộ sưu tập về hạt, như là các ngân hàng hạt giống, mà những hạt này đã được thu lượm từ các cây hoang dại và cây trồng. Hạt của hầu hết các loại cây đều có thể được lưu giữ trong điều kiện lạnh và khô trong thời gian dài và sau đó cho nẩy mầm. Khả năng tồn tại lâu dài của hạt đặc biệt có giá trị cho việc bảo tồn chuyển vị bởi vì nó cho phép bảo tồn hạt của nhiều loài quý hiếm bằng kỹ thuật đông lạnh và lưu giữ trong một không gian nhỏ, chi phí thấp và không cần giám sát nhiều. Hiện nay có hơn 50 ngân hàng hạt giống trên thế giới, trong đó có nhiều ngân hàng đặt tại các nước đang phát triển và được sự điều phối tích cực của Nhóm Tư vấn về Nghiên cứu nông nghiệp Quốc tế (CGIAR, Consulative Group on International Agricultural Research).