天行长臂猿已处于极度濒危的境地。2018年8月第27届世界灵长类学会大会上，它被列入2018-2020年全球最濒危的25种灵长类动物名录。中国境内的天行长臂猿数量已不足150只，还不及野生大熊猫数量的十分之一。因人为活动影响、栖息地退化和基础设施建设等因素，其栖息地被分割为多个片区，其中最大的片区个体数量也低于30只。