Classé en Annexe I de la Convention de Washington, le tamarin bicolore est l'un des primates amazoniens les plus menacés à cause de son aire de répartition extrêmement réduite (limitée à la seule région de Manaus au Brésil) et de la destruction de son habitat (déforestation au profit de la croissance urbaine et de l'agriculture).
 
Il vit en groupe multimâle/multifemelle comprenant en moyenne de 2 à 8 individus mais seule la femelle dominante se reproduit. Il utilise des modes de communication variés : vocale (gazouillis, sifflements), chimique (marquage olfactif), tactile (grooming), gestuelle (postures, mimiques).
 
Les ouistitis et les tamarins possèdent une particularité unique chez les primates : le mâle et les autres membres du groupe participent à l’élevage des petits (ils portent les jeunes et les rendent à la mère uniquement pour la tétée). A la naissance, les jeunes tamarins bicolores possèdent des poils sur le sommet de la tête qu'ils perdent en grandissant.
 
La conservation des tamarins bicolores est coordonnée par le gouvernement brésilien, en partenariat avec des institutions internationales et des ONG. Le programme d'élevage en captivité réunit plusieurs parcs zoologiques au Brésil, aux Etats-Unis et en Europe.