Biofilmski reaktor uporablja kolonije bakterij v laboratorijskih in industrijskih procesih za proizvodnjo snovi, kot sta kis in ocetna kislina. Uporablja se tudi za izdelavo etanola, mlečne kisline, butanola, fumarne kisline in jantarne kisline. Biofilm se redno uporablja tudi za čiščenje odpadne vode, bakterije pa lahko absorbirajo ali razgradijo strupene snovi v vodi. Različne vrste biofilmskih reaktorjev vključujejo membranske reaktorje, reaktorje z fluidizirano plastjo, polnjeno plastjo, zračno dviganje in anaerobne reaktorje z blatom.
Znotraj biofilmskega reaktorja bakterijske celice rastejo znotraj strukturne matrike in se oprimejo površine. Posamezne celice se morajo najprej pritrditi na površino, bodisi z električnim nabojem ali kemično privlačnostjo, bodisi zaradi koncentracije hranil v bližini te površine. Celice morajo biti nepovratno pritrjene na površino, da tvorijo biofilm, kar se zgodi, ko nastanejo zunajcelične polimerne snovi (EPS). Biofilmi se razvijejo v reaktorju, ko se v njih oblikujejo vodni kanali, tako da lahko hranila dosežejo podzemna območja. Ker so hranila izčrpana, celice, ki se osredotočajo na proizvodnjo EPS, nato razgradijo matriks za hrano in pobegnejo.
Hranila, temperatura in narava celic vplivajo na kakovost biofilmskega reaktorja. Membranski biofilmski reaktorji, v katerih film raste na membrani za prenos plina, so ena vrsta. Bakterije uporabljajo substrat v plinski fazi, ki je lahko vodik, kisik ali metan, amoniak ali ogljikov dioksid. Kontaminanti, kot so nitrati, nitriti, klorati, bromat, arsenante, selenat in kloroform, se lahko s tem postopkom zmanjšajo v neškodljive produkte.
Medij se mehansko meša v reaktorju z neprekinjenim mešanjem, vendar zmesi ni mogoče mešati, če obstaja podporna struktura za film. Reaktor z nabito plastjo se najprej napolni s podpornimi materiali, preden se vnesejo bakterije, in se hrani od spodaj navzgor s hranili. Bakterijske celice ponavadi hitro rastejo v tej vrsti biofilmskega reaktorja. Reaktorji z zgornjim ležiščem se napajajo od zgoraj, vendar vsaka celica v filmu ne dobi hranilnih snovi. Drugi reaktorji vključujejo fluidizirano plast, primerno za razgradnjo strupenih fenolnih kemikalij, in zračne reaktorje, ki mešajo zrak iz dna s tekočino v dveh ceveh.
Za čiščenje vode anaerobni reaktorji z blatom obdelujejo odpadno vodo in industrijske odpadne vode. Biofilmski reaktor se lahko uporablja tudi za razgradnjo plinov in vonjav. Na splošno lahko obdela velike količine vode ali tekočine z visokimi stopnjami, kar ustvarja učinkovit industrijski proces.