תחנת הרכבת ברלין גן החיות (גרמנית: Bahnhof Berlin Zoologischer Garten, או בקיצור Bahnhof Zoo) היא תחנת רכבת בברלין, בירת גרמניה. התחנה ממוקמת ברובע שרלוטנבורג-וילמרסדורף וסמוכה לגן החיות של ברלין ושדרת קורפירסטנדאם, שדרת הקניות והבילוי של מערב ברלין.
בתקופת המלחמה הקרה וחומת ברלין שימשה תחנת גן החיות כמרכז התחבורתי הראשי של ברלין המערבית ובהמשך גם זמן מה לאחר איחוד העיר, עד פתיחת תחנת הרכבת המרכזית של ברלין בשנת 2006.
לבד מהרכבות הבין עירוניות והפרבריות של דויטשה באן שעוצרות בתחנה, היא משמשת גם כתחנה עבור הרכבת העירונית המהירה של ברלין (S-Bahn), עבור הרכבת התחתית של ברלין וכן כתחנת מסוף לקווי אוטובוס יומיים וליליים רבים.
התחנה נפתחה לראשונה לציבור ב-7 בפברואר 1882. בשנת 1902 החלה לשמש גם כתחנה בקו הרכבת התחתית הראשון בעיר (כיום קו U2). לאחר מלחמת העולם השנייה וסגירתה של תחנת אנהאלטר באנהוף נותרה תחנת גן החיות היחידה בברלין המערבית שעצרו בה רכבות בין עירוניות למזרח ומערב גרמניה וכן רכבות למדינות מערב אירופה הסמוכות. התחנה, באותה תקופה בעלת שני רציפים וארבע מסילות בלבד, התמודדה עם העומס בהצלחה יתרה. הפופולריות של התחנה צנחה לאחר שנת 2006 כשרוב הרכבות הבין עירוניות החלו לעבור דרך התחנה ללא עצירה, בדרך לתחנת הרכבת המרכזית של העיר.
