Polisen larmades till djurparken, nära staden Huntingdon nordväst om Cambridge, på torsdagseftermiddagen. Pojken fördes till sjukhus med allvarliga skador och befinner sig i ett kritiskt men stabilt tillstånd, enligt polis.
Den gripne mannen är i 30-årsåldern och misstänkts för mordförsök. Polisen tror inte att mannen och barnet kände varandra.
Man utreder nu om barnet attackerats av djuren.