С момента открытия «Москвариума» специалисты центра оказывают экспертную помощь и принимают активное участие в мероприятиях по сохранению жизни и здоровья морских млекопитающих.
«Москвариум» ведет научно-исследовательскую деятельность в нескольких направлениях. Например, ветеринарные специалисты ведут работу по изучению причин гибели китообразных Черного моря; разрабатывают протоколы помощи животным, которые выбрасываются живыми; реализуют проекты по снижению приловов (гибель вследствие случайного попадания в орудия рыбного промысла) китообразных в Черном море.
Помимо этого, в 2019 г. команда «Москвариума» участвовала в подготовке выпуска косаток и белух из китовой тюрьмы. В 2020 г. главный ветеринарный врач «Москвариума» Ирина Суворова совместно с учеными из ИПЭЭ РАН им. А.Н. Северцова и ВНИРО работали над изучением причин массовой гибели каспийских тюленей на побережье Дагестана.
Концепция «Москвариума» не предполагает отлова морских млекопитающих из дикой природы, а также не способствует развитию данного отлова. Увеличение количества животных в «Москвариуме» происходит за счёт естественного размножения обитателей центра или спасения животных из других океанариумов, не способных в силу различных причин содержать крупных морских млекопитающих.
Исходя из рекомендаций научного сообщества и ведущих центров реабилитации животных, не все морские млекопитающие могут быть успешно возвращены в дикую природу ввиду состояния здоровья и/или длительности пребывания в искусственных условиях.
Хотя подобные случаи мало освещаются, предыдущие попытки выпуска морских млекопитающих нередко оказывались безуспешными. Животные возвращались к людям, получали увечья или погибали. Трагедией закончилась знаменитая история косатки Кейко, которая не смогла адаптироваться к новым условиям в дикой природе и умерла спустя год.
Команда «Москвариума» придерживается принципов ответственного обращения с животными и ведет работу по реабилитации и адаптации морских млекопитающих с целью их дальнейшей реинтродукции в живую природу.