Bioakumulatsioon on nähtus, kus organismi kogunevad toksilised ained suurema kiirusega kui need ainevahetuse käigus organismist eritatakse.
Seega, mida pikem on mingi aine bioloogiline poolestusaeg, seda suurem on kroonilise mürgistuse oht.
Inimorganismi võivad bioakumuleeruda nt pliiühendid, mis mingi kontsentratsiooni juures hakkavad negatiivselt mõjutama inimorganismi, ja mille lõpptulemusena inimene võib surra. Bioakumuleeruda võivad ka dioksiinid.
Bioakumulatsioon võib ilmneda ka pideva reostusallika olemasolul ainete puhul, mille püsiva seondumise võime organismi kudedega on väike. Näiteks võivad bensiinitankla lekkivad mahutid põhjustada põhjavee kaudu nii joogivees, toidus kui ka selles piirkonnas elavate inimeste organismides püsiva MTBE (bensiinilisandina kasutatava antidetonaatori) sisalduse ning tekitada mitmesuguseid ainevahetuse ning närvisüsteemi talitluse häireid.
Ehkki sageli mõistetakse termineid "bioakumulatsioon" ja "biokontsentratsioon" samatähenduslikena, on viimast on defineeritud ka kui veekeskkonnas elava organismi metabolismi käigus veest võetavate ainete suurem kogus kui eritatavate ainete kogus (Landrum & Fisher, 1999).
