生物富集作用，也稱為生物濃縮，是指生物體通過吸收環境中的某些元素或難以分解的化合物，使得這些物質在生物體內的濃度超過環境中濃度的現象。生物體吸收環境物質的方式主要有三種：
藻類植物、原生動物和多種微生物通過體表直接吸收。
高等植物主要通過根系吸收。
大多數動物通過吞食進行吸收，這通常涉及食物鏈。
進入生物體的物質會參與新陳代謝活動，其中一些必需物質會參與到生物體的組成中，而非必需的物質則會被分解並排出體外。然而，一些難以分解的物質（如DDT）會在生物體內長期殘留。生物富集作用的研究對於理解物質在生態系統內的遷移和轉化規律、評估污染物對生物體的潛在危害，以及利用生物體進行環境監測和淨化等方面具有重要意義。
此外，生物富集作用與生物自身的特性、生活方式以及環境中物質的含量和形態都有關係。生物體對物質的選擇性吸收和積累是這種作用的關鍵原理。生物體可以通過多種途徑獲取所需物質，包括根部吸收、葉片吸收、呼吸作用和食物攝取等。這些物質可能對生物體有益，也可能有害，如微量元素和重金屬。生物體對物質的吸收和積累速度取決於其生理結構、代謝活性、排泄能力、生長速度和生命周期等因素。通常，生物體對有益物質的吸收和積累速度比對有害物質的要高，而對有害物質的排泄速度則相對較低，因此對有害物質的富集作用往往比對有益物質的更加明顯。
富集作用也可以指水體中某些有害物質或營養物質在特定條件下的聚集和積累現象，這可能導致水體污染和生態系統破壞。