Professor Zeilinger a reçu nombre de distinctions nationales et internationales, parmi lesquelles celles du « scientifique de l'année autrichien », le prix Wolf en physique (2010), le « prix scientifique de la ville de Vienne », la « Décoration autrichien pour la science et les arts », la « Décoration d'or pour servive envers l'État de Vienne », le Prix Humboldt, le prix de la recherche « World Future Award », le « King Faisal Internation Prize », la « Medaille Lorenz-Oken » de la Société allemande des chercheurs en sciences naturelles et des médecins, la « Medaille Isaac Newton » de l' Institute of Physics, le prix « Erwin Wenz », le titre de Docteur honoris causa de l'université Humboldt de Berlin, et de l'Université de Dantzig. Il est aussi membre, de l'ordre Pour le mérite pour la science et les arts, de l'Académie allemande des chercheurs en sciences naturelles Leopoldina, de l'Académie des sciences de Berlin-Brandenbourg, de l'Académie des sciences autrichienne, de l'Académie des sciences slovaque, de l'Academia Scientiarum et Artium Europaea et aussi de l'Académie des sciences et des arts serbe.
L'astéroïde (48481) Zeilinger a été nommé en son honneur à l'occasion de son 60ème anniversaire.