大型水族館的設(shè)計必須考慮到各個品種的要求；尤其是因為現(xiàn)代水族館的展品包括各種水生生物體；哺乳類、鳥類、爬蟲類、兩生動物、無脊椎動物和魚類。在必須考慮的諸多因素中有游客流動型式，玻璃的反射、音響效果以及諸如水的清晰度、溶解的排泄物、溫度，水箱裝飾、疾病及營養(yǎng)等水箱放養(yǎng)問題。

放養(yǎng)水生生物的主要要求是水的品質(zhì)。水源不允許有污染物質(zhì)，如污水和工業(yè)廢料；水中的氣體必須與大氣平衡，保證水中有充分的氧氣；同時避免氮的過飽和狀態(tài)。在再循環(huán)系統(tǒng)中，水的處理不僅要確保水的清晰，還要確保排泄物的凈化。淡水源通常要使供水用炭過濾或投入化學(xué)藥品，除去其中的氯和其他添加劑。海洋生物體可放養(yǎng)在自然海水或人造海水中。人造海水的優(yōu)點是沒有致病的生物體和污染物，但對某些生物可能不那麼合適。

供水方法基本上分3種︰開放式、封閉式和半封閉式。

開放式供水系統(tǒng)中，水從水箱流過即予棄去，其水質(zhì)和自然環(huán)境接近，有毒的新陳代謝的排泄物也不會集結(jié)；但溫度控制和用泵抽水的費(fèi)用較高，且常需過濾。

封閉式供水系統(tǒng)中的水反覆環(huán)流，只是定期換水。排泄物不能從該系統(tǒng)中不斷沖洗出去，故必須經(jīng)過處理。一個重要的問題是其中的氨必須迅速除去或使之轉(zhuǎn)化，因為即使在濃度很低的情況下氨也是有害物。在水箱中，將氨變換成亞硝酸鹽的主要存活在過濾器材料中。通常用表面積很大的沙質(zhì)慢濾器來確保這些大量存在。水柜中的植物生長，尤其是在海水供水系統(tǒng)中，通常不能充分利用從亞硝酸鹽中制取的全部硝酸鹽。雖然某些水柜多年來換水次數(shù)極少，但一般每月需換水1～10%，使硝酸鹽保持在低水平。在淡水和海水供水系統(tǒng)中使用炭有助于減緩含氮廢物的積聚。排泄物也造成水中酸度的增加。通常施用碳酸鹽化合物使酸度維持在適宜的程度，特別是在不經(jīng)常換水的時候。

半封閉式供水系統(tǒng)基本上與封閉系統(tǒng)相同，但與水源之間有固定的聯(lián)系，定時添加新水以控制溶解的廢物問題，在控制水溫和泵水方面，其費(fèi)用低于開放式供水。

過濾器有各種各樣，從簡單的流過式系統(tǒng)到完全自動化的再循環(huán)系統(tǒng)，裝有監(jiān)控水的各種物理化學(xué)特性的專門設(shè)備。各水柜的水更換率很重要，應(yīng)不超過兩小時。還應(yīng)備有利用吹氣器通氣的裝置，如果供水意外中斷，便可防止魚類窒息。

在與植物取得平衡的水柜內(nèi)放養(yǎng)魚類和無脊椎動物也可不用過濾或通氣；然而，大規(guī)模的動植物之間的平衡極難獲得，即使在放養(yǎng)正常的水柜中，也很難獲得這種平衡，特別是在海水水柜中。

飼養(yǎng)哺乳類和鳥類的淡水池更有特殊的問題。它們通常要求較高的過濾率和較大的過濾能力，因為這些地方積聚大量的糞便。然而呼吸空氣的動物對水質(zhì)不十分敏感；因此，化學(xué)處理法，如氯化（chlorination），雖會使魚類死亡，卻可用來控制和改造進(jìn)水的清晰度。人造海水較簡單；如含2%氯化鈉的人造海水即可飼鯨及海豚。海豹及海獅一直養(yǎng)在淡水中，但眼病發(fā)病率會增加，這是因為淡水對眼組織的滲透作用所致。