Η βιοαποκατάσταση είναι μια μορφή περιβαλλοντικού καθαρισμού που βασίζεται σε βιολογικούς οργανισμούς όπως φυτά, μύκητες και μικροοργανισμούς όπως βακτήρια. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνική εδώ και αιώνες, και στα τέλη του 20ου αιώνα, άρχισε να εφαρμόζεται ευρύτερα σε μια ποικιλία περιβαλλοντικών προβλημάτων σε όλο τον κόσμο. Ένα παράδειγμα αρχαίας βιοαποκατάστασης είναι η χρήση φυτών για να τραβήξουν άλατα από το έδαφος για να το κάνουν πάλι καλλιεργήσιμο, ενώ ένα κλασικό παράδειγμα σύγχρονης βιοαποκατάστασης περιλάμβανε τη χρήση ωφέλιμων βακτηρίων για τον καθαρισμό της πετρελαιοκηλίδας Exxon-Valdez στην Αλάσκα.
Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν συχνά τον όρο «φυτοαποκατάσταση» για να μιλήσουν για βιοαποκατάσταση με φυτά και «μυοαποκατάσταση» για να συζητήσουν καταστάσεις στις οποίες χρησιμοποιούνται μύκητες, επιφυλάσσοντας τη «βιοαποκατάσταση» για να αναφερθούν στη χρήση μικροοργανισμών όπως βακτήρια, πρωτόζωα κ.λπ. Σε όλες τις περιπτώσεις, ο στόχος είναι να αξιοποιηθούν τα φυσικά χαρακτηριστικά του οργανισμού για την αντιμετώπιση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος ή να κατασκευαστεί γενετικά ένας οργανισμός που μπορεί να αντιμετωπίσει μια περιβαλλοντική κατάσταση.
Πολλά βακτήρια διασπούν τις τοξίνες ως μέρος των φυσιολογικών μεταβολικών διεργασιών τους, καθιστώντας τις επιβλαβείς ουσίες αδρανή. Αυτό το χαρακτηριστικό χρησιμοποιείται συχνά σε καταστάσεις όπου οι τοξίνες έχουν απελευθερωθεί σε μεγάλες περιοχές, καθιστώντας αυτές τις περιοχές ουσιαστικά αδύνατο να καθαριστούν ή να περιοριστούν. Τα μολυσμένα ποτάμια, για παράδειγμα, μπορούν να καθαριστούν με προσεκτικά εισαγόμενα βακτήρια. Τα βακτήρια θα πεθάνουν μόλις εξαντληθεί η παροχή τοξινών, επειδή θα εξαντλήσουν τα αποθέματα τροφίμων, αποτρέποντας έτσι την ανάπτυξη δευτερογενούς περιβαλλοντικού προβλήματος.
Οι περιβαλλοντικοί φορείς μπορούν να χρησιμοποιήσουν ζωντανούς οργανισμούς επιτόπου με in situ βιοαποκατάσταση, κατά την οποία οι επιθυμητοί οργανισμοί εισάγονται προσεκτικά στο περιβάλλον και παρακολουθείται η πρόοδός τους έως ότου καθαριστεί η τοποθεσία ή μπορούν να τους χρησιμοποιήσουν εκτός τοποθεσίας. Η ex situ βιοαποκατάσταση χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των μολυσμένων εδαφών και άλλων υλικών που έχουν αφαιρεθεί και απομονωθεί έτσι ώστε να μπορούν να καταστούν αδρανή και ασφαλή στον χειρισμό. Αυτή η τεχνική μειώνει τη συσσώρευση τοξινών και κινδύνων σε χώρους υγειονομικής ταφής και απομόνωσης, γεγονός που αφήνει τη Γη πιο καθαρή για τις μελλοντικές γενιές.
Ένα από τα μεγάλα πλεονεκτήματα της βιοαποκατάστασης είναι ότι καθαρίζει ένα πρόβλημα χωρίς να δημιουργεί πρόβλημα. Η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία νέων και παλαιών τοξινών, γεγονός που την καθιστά χρήσιμη στον περιορισμό των αναδυόμενων προβλημάτων καθώς και στην περιβαλλοντική αποκατάσταση που έχει σχεδιαστεί για την αντιμετώπιση παλαιών ζητημάτων, όπως η ρύπανση των εργοστασίων που χρονολογούνται δεκαετίες πριν. Οι οργανισμοί που χρησιμοποιούνται είναι συχνά αυτόνομοι, εξαφανίζονται μόλις ολοκληρωθεί η εργασία, και στην περίπτωση οργανισμών γενετικά τροποποιημένων, οι ερευνητές μπορούν να σχεδιάσουν ειδικά τους οργανισμούς έτσι ώστε να είναι εύκολο να εξαλειφθούν από το περιβάλλον αφού έχουν εκπληρώσει το σκοπό τους .