Das Tierheim Detmold betreut Tiere, die ein neues Zuhause suchen, und informiert über die Vermittlung von Hunden, Katzen, Kleintieren sowie Vögeln und Exoten. Zu den im Tierheim betreuten Tieren gehören unter anderem Hunde, Katzen, Kaninchen und Nymphensittiche. Für die Vermittlung werden Tiere mit Angaben zu ihrer Herkunft, ihrer Haltungsform und ihren individuellen Anforderungen vorgestellt.
Wer einen Hund, eine Katze oder ein anderes Tier adoptieren möchte, findet auf den Vermittlungsseiten Informationen zu aktuell vorgestellten Tieren. Bei Hunden weist das Tierheim auch darauf hin, dass weitere Tiere betreut werden können, die noch nicht mit Foto und Beschreibung veröffentlicht sind. Für die Suche nach einem passenden Hund ist eine Kontaktaufnahme mit dem Tierheim möglich. Regelmäßige Besuchszeiten ermöglichen den Publikumsverkehr; an Feiertagen bleibt das Tierheim geschlossen.
Das Tierheim Detmold wird als privater Verein geführt und finanziert seine Tierschutzarbeit selbst. Neben Geldspenden sind Sachspenden, Patenschaften und eine Mitgliedschaft Möglichkeiten, die Arbeit zu unterstützen. Ehrenamtliche können sich unter anderem beim Gassigehen mit Hunden, beim Streicheln von Katzen und bei weiterer Mithilfe engagieren.
Darüber hinaus veröffentlicht das Tierheim Informationen zur artgerechten Tierhaltung und zu Tierschutzthemen. Veranstaltungen, Aktionen und eine Tierschutzjugendgruppe ergänzen die Vermittlungs- und Unterstützungsangebote des Tierheims in Detmold.