En 1861, le Jardin d’Acclimatation ouvre un Aquarium, plus grand et plus moderne que celui de Londres qui fut en 1853 le premier aquarium public à s’ouvrir. C’est l’ingénieur William Alford Lloyd (1826-1880) qui le construit, imaginant un système complexe de filtrage et de circulation permettant de restituer les propriétés de l’eau de mer. Ce système restera une référence dans la conception d’aquariums.
L’Aquarium du Jardin d’Acclimatation se compose de quatorze bassins. Les bacs mesurent 1 mètre 80 de long sur 1 mètre de large. Dix bassins sont remplis d’eau de mer et quatre d’eau douce. Une mise en scène et en lumière met en valeur les poissons de mer et de rivière. Conçu par le monde savant comme un nouveau moyen d’étudier le monde sous-marin, car il permet de conserver dans un environnement stable des espèces variées de flore et de faune aquatiques, l’Aquarium est aussi un lieu important de vulgarisation. C’est la première fois en France que, loin du littoral, les visiteurs peuvent découvrir des poissons de mer vivants. Jusqu’alors, ils n’avaient que la possibilité de les voir au Jardin des Plantes sous une forme naturalisée ou plongés dans du formol. Pendant les premières années d’ouverture de l’Aquarium, il est l’attraction principale du Jardin d’Acclimatation. Il est détruit en 1950.