Bioremediasi ialah cabang bioteknologi khusus yang menggunakan organisma hidup, seperti bakteria dan mikrob, untuk menyingkirkan toksin, bahan pencemar, dan kontaminan daripada tanah, air, dan pelbagai persekitaran. Dengan memanfaatkan proses biologi semula jadi, kaedah ini berfungsi sebagai cara yang berkesan untuk memulihkan ekosistem yang terjejas akibat sisa industri atau kemalangan alam sekitar.
Proses ini berfungsi dengan merangsang pertumbuhan mikrob tertentu yang memakan kontaminan seperti minyak, racun perosak, dan pelarut sebagai sumber makanan dan tenaga. Organisma ini menguraikan bahan berbahaya, menukarkannya kepada hasil sampingan yang tidak berbahaya seperti air dan karbon dioksida. Untuk memastikan kejayaan, persekitaran mesti mengekalkan keadaan optimum, termasuk suhu dan tahap nutrien yang betul. Jika keadaan semula jadi tidak mencukupi, pakar mungkin menambah pindaan seperti minyak sayuran atau udara untuk membantu mikrob membiak dan mempercepatkan proses pembersihan.
Pembersihan boleh dilakukan secara in situ, bermakna terus di tapak yang tercemar, atau ex situ, yang melibatkan pemindahan bahan ke lokasi berbeza untuk rawatan. Kaedah ex situ sering dipilih apabila iklim tempatan terlalu sejuk untuk aktiviti mikrob atau jika tanah terlalu padat untuk nutrien tersebar dengan berkesan. Walaupun pendekatan ini sangat berkesan, tempoh masa untuk penyelesaian boleh berkisar antara beberapa bulan hingga beberapa tahun bergantung pada tahap keterukan pencemaran dan pemboleh ubah persekitaran khusus yang terlibat.