“生物修复（Bioremediation）”是 “bio=生物”与“remediation=修复”的复合词，
在中文中将其翻译为“利用生物修复环境的技术”等。即，生物修复是一种利用生物能力消除环境污染物质的技术。利用的生物主要是微生物。
微生物存在何处？
微生物存在于人眼所及的几乎所有地方。这倒不如说，要找一处没有微生物的空间大有难度。
皮肤、衣服、头发等人们日常直接接触的地方，被褥、桌子、手提包、手机等日用品，其他例如地板、墙面、空气中等，我们平常根本毫不在意，但在人们周围所到之处都有大量微生物存在。例如食物经过一段时间会变坏无法食用，洗手池和浴室长出黑色霉菌，扎刺的皮肤会化脓肿胀等，我们应该都有过类似体验吧？这些都是附着在我们的衣服及皮肤等身体上，或存在于地板、墙面及空气中的微生物引起的现象。实际上人的体内也存在着大量微生物。相对于人体约60兆个细胞的数量，寄居在人体内的微生物数量多达约100兆个。
自然界中，土壤、森林、动植物体内及表皮、河流、湖沼、大海、空气中等所有地方都有微生物生息。更令人震惊的是，现已确认在地面以下5,000米深的土壤中、超过100℃的热水中、6,000米深的海底、以及地上5,000米的遥远高空也存在着微生物。此外，在我们人类无法相信的地方也存在着微生物。现已确认，在接近500气压的气压环境下及pH1以下的超酸性条件下也有微生物存在。在比我们多细胞生物可生存的更广泛的范围内，在极其残酷的环境下，一直生存着微生物。
微生物是依靠什么生存的？
我们人类以食物、水分及酶等为材料，通过在体内进行化学反应维持生命。那么微生物究竟以何种方式、如何进行生命活动呢？
微生物的细胞内部与我们人类同样，以从细胞外摄取的物质为原料，进行各种化学反应维持微生物的生命。各种微生物开发并获取适合各自生存环境的化学反应途径经营生命活动。只有拥有符合周围环境，例如温度、pH及物质组成等所有环境条件的化学变化途径的个体才能生存下来。
微生物作为分解者的作用
微生物在地球的生态系统中肩负着非常重要的作用。其中作为“分解者”的作用，对于维持地球环境而言可谓是最重要的作用之一。
生物的排泄物及遗骸等，经过一段时间后就会彻底消失殆尽。例如植物和动物死亡后，其遗骸经由虫子、菌类及细菌等处理分解，最终归于泥土。具体就是死亡后的生物遗骸，将转化为摄取其的其他生物体的结构成分、二氧化碳、水及土壤中的各种物质。因此，将以生物遗骸及废旧物品为营养源生存的生物称为“分解者”。除寡毛类及昆虫等肉眼可见的大型生物外，分解者也包括肉眼无法识别的微生物。通过它们的分解作用，有机物最终转换为二氧化碳与无机物，维持生态系统的平衡。小型动物粗略分解后的残骸，最终由微生物完全分解。
此外，微生物还具有可分解物质种类远远多于我们多细胞生物的特征。以人类的科学能力根本无法分解的物质，居住在地球深处的微生物却能轻松分解这些物质，这种例子比比皆是。其理由可以考虑为“地球上存在着不同种类的微生物，它们各自拥有分解各种物质的能力”，“与其他生物相比，微生物极为擅长获得新化学反应的途径”等。
传统生物修复技术 －活性汚泥法－
活性汚泥法在已进入实用化的生物修复技术中，最广为人知的方法当属基于下水处理厂的微生物进行污水净化的作用。这种方法称为“活性污泥法”，很多公共下水处理设施均采用本项技术处理废水。在此将针对活性污泥法进行简单介绍。
活性污泥法
活性污泥法是基于微生物的分解作用，净化一般家庭废水及工厂废水的方法。主要通过好氧性生物分解有机物的二氧化碳和水，因此供给氧气成为了此方法的重要要素。以下围绕活性污泥法进行说明。
此过程大致由两个流程组成。
第一点，曝气槽（生物反应器或曝气池）的有机性废弃物的微生物分解。曝气是指通过向水中输送空气，基于此不间断地向废水中供给氧气。在此曝气槽内，不间断的供给废水进行有机物的分解。曝气槽内存在分解净化废水的好氧性生物（细菌、原生动物、后生动物），这些微生物集结在一起形成数毫米左右的棉絮状块。这就是净化废水产生的污泥、活性污泥（絮状物）。在活性污泥内，多种多样的生物维持着复杂的共生与捕食关系，同时分解有机物质和无机物质（氨气、亚硝酸、硝酸、磷及氰化物等）。此方法可将有机物含有的碳中的50-60%作为二氧化碳排出，30-40%作为污泥保留。据考证，最终可通过微生物除去废水中有机物90-95%的碳。
接着，将在曝气槽内与活性污泥充分接触较长时间并获得净化的废水移至沉淀池（澄清器）。由于活性污泥的比重大于水，活性污泥在水底进行凝结沉淀。将此活性污泥块的一部分返回曝气槽内再次用于水净化。对剩余的活性污泥进行浓缩脱水后焚烧。
分解有害物质的微生物群
有害物质与微生物对我们人类有害的物质，并不一定对其他生物有害。例如即便有人类无法分解的有害化学物质存在，但生存在地球某处的某一种微生物却拥有分解此类物质的能力，这种情况也并非偶然。以下将围绕对人类有害，但可通过微生物进行分解的物质进行介绍。
可通过微生物分解的物质
大致分类 农药、内分泌紊乱化学物质（环境激素）、二恶英、DDT、PCB、重金属、氮化合物（脱氮）、石油及石油类化合物、挥发性有机氯化合物（三氯乙烯、四氯乙烯等）、塑料、防腐剂、有机溶剂、重金属有机氯化合物
周围环境 废水、空气中的臭气成分、大气中的各种污染物质、海洋中的各种污染物质、河流的各种污染物质（包括自来水的精制等）、土壤的各种污染物质、蓝藻、垃圾和生活垃圾
※现已判明，除此之外还有基于微生物分解的各种物质。
那么为什么微生物群能够分解净化人类的科学能力无法处理的物质呢？
其理由之一是微生物对新环境的适应能力极强。这恰巧与病原性微生物易新获得耐药性的机制相同。
即便研制出可对抗某种病原菌的药物，但经过一段时间后便会产生对该药物有抵抗力的菌类，药物就会失去效果。我们普通大众也对此有广泛的认知吧。微生物的基因不断变异，期间新获得的性状若为周围环境中存在的物质，其个体便可生存下来。尤其在存在有害物质的环境下，只有针对该物质有抵抗力的产生变异的微生物可以生存。例如，在现有环境中添加了有害药剂，微生物在这种情况下便无法维持生命活动。对此药剂无抵抗力的正常细胞，因无法适应环境而最终死亡，而另一方面，偶尔也会出现能够分解此物质或使其转化为无害物质的个体。只有偶然具备了有害物质分解能力的个体，此后才能在此环境下继续生存下去。而且，这种新掌握的能力也会由该个体的子孙继承。此外，根据细菌的种类，也有可以与其他个体（其他种群之间）交换基因的种类。如果使用此方法，便可直接从对有害物质有耐性的菌类获得对抗有害物质的基因。
这种机制将促使存在有害物质的环境中出现对有害物质存在耐性的生物。可以说在此瞬间，新的菌类已经在地球的某处陆续诞生。其结果会产生可分解净化我们人类无法分解的有害物质的微生物。细菌获得对有害物质耐性的能力和速度，对生物修复的研究而言是非常重要的事情。
驯化
通过人工获得针对某种有害物质产生耐性的方法。这称为驯化。驯化原本为心理学术语，是指起初对某种刺激产生反应，但经过一段时间后反应逐渐变弱的现象。
类比细胞的情况，当某种有害物质增加时，针对最初死亡个体很多的现象，经过一段时间后便会出现对该物质有耐性的个体。其结果就是最初对有害物质产生的反应将完全消失。我们将人为制造这种现象，人工培育对有害物质产生抵抗力的微生物的过程称为驯化。由于可以在研究室内轻松进行驯化，因此现在已在很多方面展开研究，其与源自天然的净化菌相同，我们期待由此实现净化地球环境的实用化。
生物刺激与生物添加
生物修复大致分为2种手法。一种是生物刺激（biostimulation：stimulation=刺激），另一种是生物添加（bioaugmentation：augmentation=添加）。
生物刺激是指通过“刺激”污染地区原本生息的微生物，促进污染物质分解的手法。为了促进微生物的繁殖，仅成为能量源的有机物（这里为污染物质）存在还不够，还必须整备温度、pH、水分、氧气、营养盐（氮、磷等）等各种环境因素。若缺少了这些因素中的某一方面，就会成为限制因素，抑制微生物的增殖，最终无法推进污染物质的分解。
因此在生物刺激过程中，除人为操作外，还要使自然环境接近适合微生物增殖的条件。通过这种运作“刺激”微生物的增殖，达到促进污染物质分解的目的。虽说要接近适合微生物增殖的条件，但自然环境中本身也存在着极限。一般在实际操作中采用的方法，就是添加营养盐与供给氧气。
另一方面，生物添加是指将事先培养的分解菌“添加”到污染地区的手法。生物刺激的前提是污染地区原本存在分解菌。鉴于此，在分解菌的数量极少或完全不存在时，便无法进行生物刺激。在此情况下，通过人为“添加”分解菌分解污染物质的方法就是生物添加。
添加的分解菌既有从对象污染地区分离的分解菌，又有完全从其他地方分离的分解菌。任何做法的目的都是要大量增殖分解菌，投放到污染地区。投放散布后与生物刺激同样，必须整备适合微生物增殖的条件。为此，通常情况下生物添加比生物刺激的手续更为复杂，花费的成本更大。现在，生物刺激作为土壤污染的修复方法已逐渐趋于实用化。在美国，使用生物刺激修复污染地区的实际事例也不在少数，在日本随着土壤污染规定的强化，正在推进总承包等的实用化修复。这些生物修复的实施例几乎都采用生物刺激的方法实施。
另一方面，期待生物添加在有机氯化合物、多环芳经化合物等在自然环境中分解缓慢，分解菌数量也很少的污染物质的净化方面发挥作用。