Les Tamarins de Goeldi sont diurnes et arboricoles. Ils vivent en groupes de 2 à 8 individus. Ces groupes ont une structure sociale très variable : couple monogame ou organisation multimâles/multifemelles avec un seul couple reproducteur, voire avec plusieurs femelles reproductrices. Seule la femelle porte son petit durant les trois premières semaines.

Le Tamarin de Goeldi s’associe souvent à d’autres espèces de tamarins. Ils se rassemblent grâce à des cris puis partent ensemble à la recherche de leur nourriture. Le répertoire vocal de ces animaux comprend d’ailleurs une quarantaine de sons.