Proces odstanjivanja organskih polutanata iz zagađenog zemljišta i voda. Unose se selekcionisane mikrobne populacije. Efikasan i neškodljiv proces. Odlika procesa bioremedijacije je da se razgradnja odvija na mestu zagađenja. Prirodan proces zasnovan na upotrebu mikrobnih populacija koji su se razvili na lokaciji.
Upotreba autohtonih mikroorganizama je duži proces jer zahteva laboratorijsku pripremu i dobijanje konzorcijuma mikroorganizama koji će najbolje odgovoriti konkretnom zagađenju.
Koristeći prirodne osobine mikroorganizama razgrađuju se organska zagađenja. Neka od jedinjenja koja se mogu efikasno razgraditi primenom bioremedijacije su:
Masti, ulja, nafta, mazut, poliaromatični ugljovodonici (PAH), PCB-ovi, organokalajna i organohlorna jedinjenja i slično.