Bioremediacija je oblika čiščenja okolja, ki temelji na bioloških organizmih, kot so rastline, glive in mikroorganizmi, kot so bakterije. Ljudje to tehniko uporabljajo že stoletja, v poznem 20. stoletju pa se je začela širše uporabljati za vrsto okoljskih problemov po vsem svetu. Primer starodavne bioremediacije je uporaba rastlin za izvlečenje soli iz zemlje, da bi jo ponovno naredili obdelovalno, medtem ko je klasičen primer sodobne bioremediacije vključeval uporabo koristnih bakterij za pomoč pri čiščenju razlitja nafte Exxon-Valdez na Aljaski.
Ljudje pogosto uporabljajo izraz »fitoremediacija« za pogovor o bioremediaciji z rastlinami in »mikoremediacija« za razpravo o situacijah, v katerih se uporabljajo glive, pri čemer se »bioremediacija« nanaša na uporabo mikroorganizmov, kot so bakterije, protozoji in tako naprej. V vseh primerih je cilj izkoristiti naravne lastnosti organizma za reševanje okoljskega vprašanja ali gensko konstruirati organizem, ki se lahko spopade z okoljskimi razmerami.
Številne bakterije razgradijo toksine kot del svojih normalnih presnovnih procesov, zaradi česar so škodljive snovi inertne. Ta lastnost se pogosto uporablja v situacijah, ko so se toksini sprostili na velika območja, zaradi česar je teh območij v bistvu nemogoče očistiti ali zadržati. Onesnažene reke je na primer mogoče očistiti s skrbno vnesenimi bakterijami. Bakterije bodo odmrle, ko bo zaloga toksinov izčrpana, ker jim bo zmanjkalo zalog hrane, s čimer se prepreči razvoj sekundarnega okoljskega problema.
Okoljske agencije lahko uporabljajo žive organizme na mestu z bioremediacijo in situ, pri kateri se želeni organizmi skrbno vpeljejo v okolje in spremljajo njihov napredek, dokler lokacija ni očiščena, ali pa jih uporabijo izven kraja. Bioremediacija ex situ se uporablja za čiščenje onesnaženih tal in drugih materialov, ki so bili odstranjeni in izolirani, tako da jih je mogoče narediti inertne in varne za ravnanje. Ta tehnika zmanjšuje kopičenje toksinov in nevarnosti na odlagališčih in izolacijskih objektih, zaradi česar je Zemlja čistejša za prihodnje generacije.
Ena od velikih prednosti bioremediacije je, da odpravi problem, ne da bi ustvaril težave. Postopek se lahko uporablja za zdravljenje novih in starih toksinov, zaradi česar je uporaben pri zajezitvi nastajajočih težav, pa tudi pri sanaciji okolja, ki je zasnovan za reševanje starih težav, kot je onesnaževanje tovarn, ki sega desetletja nazaj. Uporabljeni organizmi so pogosto samostojni in izumrejo, ko je naloga opravljena, v primeru gensko spremenjenih organizmov pa lahko raziskovalci posebej oblikujejo organizme tako, da jih bo enostavno odstraniti iz okolja, ko bodo izpolnili svoj namen. .