Năm 1989, tàu Exxon Valdez làm tràn 11 triệu gallon dầu thô xuống vịnh Prince William Sound. Các đội dọn dẹp đã sử dụng máy hút dầu, phao chắn và nước nóng áp suất cao. Họ cũng sử dụng vi khuẩn. Phân bón được rải trên các bãi biển để khuyến khích các vi sinh vật phân hủy dầu tự nhiên. Vi khuẩn ăn dầu, chuyển hóa nó thành carbon dioxide và nước. Xử lý sinh học (bioremediation) đã trở thành tâm điểm chú ý.

Xử lý sinh học sử dụng các sinh vật để loại bỏ hoặc trung hòa các chất gây ô nhiễm. Vi khuẩn và nấm là những tác nhân phổ biến nhất. Một số phân hủy hydrocarbon dầu mỏ. Một số khác phân hủy thuốc trừ sâu, dung môi hoặc kim loại nặng. Thực vật cũng có thể được sử dụng, một kỹ thuật được gọi là xử lý sinh học bằng thực vật. Các sinh vật có thể là loài bản địa hoặc được du nhập. Chúng có thể được kích thích bằng chất dinh dưỡng hoặc được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể.

Phương pháp này có những ưu điểm. Nó thường rẻ hơn so với việc đào bới hoặc đốt rác. Nó có thể được thực hiện tại chỗ, mà không cần di chuyển đất bị ô nhiễm. Nó tạo ra ít chất thải hơn. Nhưng nó chậm. Nó phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Nó có thể không hiệu quả đối với tất cả các chất gây ô nhiễm. Và nó có thể để lại cặn bã vẫn còn nguy hiểm.

Xử lý sinh học không phải là giải pháp thần kỳ. Nó là một công cụ cho những tình huống cụ thể. Khi thành công, nó biến vấn đề ô nhiễm thành một quá trình sinh học. Khi thất bại, nó có thể làm trì hoãn các biện pháp làm sạch hiệu quả hơn.