La Société d’embellissement de La Chaux-de-Fonds, fondée en 1885, a pour but l’amélioration de l’équipement récréatif de la ville. Elle rachète en 1889 à la Société des Armes Réunies un terrain vallonné situé à la limite nord de la ville, le Bois du Petit-Château. Confié au soin du jardinier-paysagiste Charles Mattern, il est aménagé en parc public richement arborisé. Cédé à la Commune en 1891, le bois est adapté pour accueillir des animaux dès 1896 : une volière, puis un enclos pour les daims sont notamment construits.
Au milieu des arbres de toute espèce plantés par Charles Mattern, un petit bassin entouré d’une balustrade permet d’accueillir des oiseaux lacustres. Un pavillon de bois abrite une volière. Les vastes allées constituent une promenade appréciée des Chaux-de-Fonniers.
Avec le parc animalier du Creux-du-Van, créé en 1893, le Bois du Petit-Château fait figure de pionnier dans la redécouverte par les populations citadines des espèces animales indigènes quasiment en voie d’extinction. D’importants travaux effectués entre 1974 et 1990 en font un véritable parc zoologique, permettant d’accueillir notamment des rapaces, des félins et des loups. Un vivarium est aménagé à l’est du parc entre 1988 et 1989.
Klauser, Eric-André, Tourisme, sports et loisirs neuchâtelois à la Belle-Epoque, Saint-Blaise : Ed. du Ruau, 1998, p. 83-84.