A biorremediación de ambientes contaminados por petróleo é un proceso no que as vías biolóxicas dentro de microorganismos ou plantas son usadas para degradar ou secuestrar hidrocarburos tóxicos, metais pesados e outros compostos orgánicos volátiles que se atopan nos combustibles fósiles. Os derrames de petróleo ocorren con frecuencia en diferentes graos xunto con todos os aspectos da cadea de subministración de petróleo, presentando unha serie complexa de problemas tanto para o medio ambiente como para a saúde pública. Mentres que os métodos tradicionais de limpeza, como a contención e eliminación química ou manual, adoitan dar resultados rápidos, a biorremediación é menos laboriosa, cara e evita danos químicos ou mecánicos. A eficiencia e eficacia dos esforzos de biorremediación baséanse no mantemento de condicións ideais, como o pH, o potencial de RED-OX, a temperatura, a humidade, a abundancia de osíxeno, a dispoñibilidade de nutrientes, a composición do chan e a estrutura de contaminantes, para o organismo desexado ou a vía biolóxica para facilitar as reaccións. Os tres tipos principais de biorremediación utilizados para derrames de petróleo son a remediación microbiana, a fitorremediación e a micorremediación. A biorremediación foi implementada en varios derrames de petróleo notables, incluíndo o 1989 Exxon Valdez
incidente no que a aplicación de fertilizantes na costa afectada aumentou as taxas de biodegradación.