칠레 국립동물원(스페인어: Zoológico Nacional de Chile)은 칠레의 수도 산티아고에 위치한 동물원이다. 산티아고 메트로폴리타노 공원(Parque Metropolitano de Santiago) 내 산 크리스토발 언덕(Cerro San Cristóbal)의 기슭에 자리 잡고 있다. 총 면적은 4.8헥타르이며, 1925년에 설립되었다.
칠레 국립동물원의 역사는 19세기로 거슬러 올라간다. 1882년 동물학자 훌리오 베르나르(Julio Bernard) 교수에 의해 킨타 노르말(Quinta Normal)에 칠레 최초의 동물원이 개원한 것이 시초이다. 이후 1921년, 곤충학자 카를로스 레드(Carlos Reed)가 산티아고 시장인 알베르토 마케나(Alberto Mackenna)와 함께 국립 동물원 건립을 위한 재정과 부지 확보를 추진하였다. 1925년 9월 1일, 당시 칠레 대통령 아르투로 알레산드리 팔마(Arturo Alessandri Palma)가 최고령(最高令) 제4273호를 통해 산 크리스토발 언덕의 4.8헥타르 부지를 동물원 건립에 배정하였다. 킨타 노르말 동물원에 있던 여러 종과 멘도사 및 부에노스아이레스의 동물원에서 수입된 70여 마리의 동물이 새로운 동물원으로 옮겨졌으며, 1925년 12월 12일 부통령 루이스 바로스 보르고뇨(Luis Barros Borgoño)가 개원식을 거행하였다. 초대 관장은 카를로스 레드가 맡았다.
동물원에는 약 1,000여 마리, 158종의 동물이 서식하고 있는 것으로 알려져 있다. 과나코, 라마, 레아, 콘도르, 훔볼트 펭귄, 멸종 위기에 처한 푸두(pudú) 등 칠레 토착 야생동물이 대규모 방사장에서 전시된다. 또한 다윈개구리(Darwin's frog)처럼 칠레 고유의 희귀종도 보유하고 있다. 전시 중인 포유류의 약 24%, 조류의 약 37%가 칠레 토착종이다. 이 밖에도 사자, 기린, 캥거루, 코끼리, 에뮤 등의 외래종도 사육하고 있다. 동물원의 주요 기능은 서식 종의 보존과 연구, 그리고 방문객을 대상으로 한 환경 교육 및 활동 제공으로 요약된다.
칠레 국립동물원은 국제동물원수족관협회(WAZA), 라틴아메리카동물원수족관협회(ALPZA), 국제종정보시스템(ISIS) 등 국제 동물원 관련 단체에 가입되어 있다. 한편, 1996년 뉴욕타임스가 이 동물원의 열악한 사육 환경과 동물 학대 의혹을 보도한 바 있으며, 이와 같은 동물 복지 논란이 제기된 사례가 있다.