Le directeur Kosuke Kobayashi a rejeté la conception conventionnelle des expositions et a été le pionnier des enclos d'enrichissement comportemental qui permettaient aux animaux de se déplacer comme ils le feraient dans la nature. La rénovation de 2002 a introduit des tunnels sous-marins sous l'habitat des ours polaires, des cylindres en acrylique dans le bassin des phoques et des passerelles surélevées traversant l'enclos des léopards de l'Amour. Les visiteurs n'observaient plus des animaux statiques derrière une vitre ; ils se tenaient sous un ours en train de nager ou regardaient un phoque passer verticalement devant leurs yeux. En cinq ans, la fréquentation annuelle a dépassé les trois millions, dépassant le zoo d'Ueno à Tokyo et faisant d'Asahiyama l'institution zoologique la plus visitée du Japon en dehors de la capitale.
La parade des manchots, introduite en 2005, a lieu deux fois par jour pendant les mois d'hiver, lorsque la neige recouvre le parcours extérieur de 30 mètres. Les manchots royaux se dandinent librement à travers la foule, s'arrêtant pour faire leur toilette ou inspecter les bottes. Le cortège n'est pas un spectacle, mais un régime d'exercice conçu pour maintenir la santé cardiovasculaire pendant la captivité. L'observation comportementale guide chaque choix de conception. L'habitat des chimpanzés comprend une tour d'escalade de 17 mètres de haut reproduisant les structures de la canopée. Les pandas roux parcourent des ponts de corde suspendus. Les carcajous creusent dans un substrat assez profond pour accueillir un comportement de tanière naturel. Les heures de nourrissage sont échelonnées entre les expositions pour encourager le mouvement et les instincts de recherche de nourriture plutôt qu'une attente passive. Le droit d'entrée au zoo d'Asahiyama de 1 000 yens soutient ces programmes éthologiques continus et ces modifications saisonnières de l'habitat.
Le climat subarctique d'Asahikawa, avec des températures hivernales descendant en dessous de moins vingt degrés Celsius, permet au zoo d'héberger des espèces peu adaptées au sud du Japon. Les ours bruns d'Hokkaido occupent des enclos boisés sur les collines plantés de bouleaux et de chênes indigènes. Les cerfs Ezo paissent dans des prairies ouvertes visibles depuis plusieurs points de vue. Les tanières des renards polaires sont isolées avec de la roche volcanique. L'isolement géographique de l'établissement, à 140 kilomètres au nord de Sapporo, a préservé une orientation de recherche souvent diluée par les mandats des zoos urbains. Le personnel publie des études évaluées par des pairs sur la thermorégulation, la hiérarchie sociale et la reproduction en captivité. Une aile vétérinaire dédiée effectue des radiographies et des endoscopies sur place. Le train de Sapporo au zoo d'Asahiyama prend environ quatre-vingt-dix minutes, reliant la gare de Sapporo à la gare d'Asahikawa, suivi d'un trajet en bus de quarante minutes. Les visiteurs estivaux rencontrent une végétation luxuriante et une lumière du jour prolongée, bien que la parade des manchots soit suspendue lorsque les températures dépassent quinze degrés Celsius. Parmi les attractions de Sapporo en été, les excursions au zoo d'Asahiyama restent l'excursion d'une journée la plus demandée depuis la capitale d'Hokkaido, attirant les familles et les photographes animaliers à la recherche de l'institution zoologique la plus progressiste du Japon.