Bioremediacja środowisk zanieczyszczonych ropą naftową jest procesem, w którym ścieżki biologiczne w obrębie mikroorganizmów lub roślin są wykorzystywane do degradacji lub sekwestrowania toksycznych węglowodorów, metali ciężkich i innych lotnych związków organicznych występujących w paliwach kopalnych. Wycieki ropy naftowej zdarzają się często w różnym stopniu wraz ze wszystkimi aspektami łańcucha dostaw ropy naftowej, stwarzając złożony wachlarz problemów zarówno dla środowiska, jak i zdrowia publicznego. Podczas gdy tradycyjne metody oczyszczania, takie jak zatrzymywanie i usuwanie chemiczne lub ręczne, często dają szybkie wyniki, bioremedicja jest mniej pracochłonna, kosztowna i zapobiega uszkodzeniom chemicznym lub mechanicznym. Efektywność i skuteczność działań w zakresie bioremediacji opierają się na utrzymaniu idealnych warunków, takich jak pH, potencjał RED-OX, temperatura, wilgotność, obfitość tlenu, dostępność składników odżywczych, skład gleby i struktura zanieczyszczeń dla pożądanego organizmu lub ścieżki biologicznej w celu ułatwienia reakcji. Trzy główne typy bioremediation stosowane w przypadku wycieków ropy naftowej to remediacja mikrobiologiczna, fitoremediation i mycoremediation. Bioremediacja została wdrożona w różnych znanych wyciekach ropy naftowej, w tym w 1989 roku Exxon Valdez
incydent, w którym zastosowanie nawozu na dotkniętej linii brzegowej zwiększyło tempo biodegradacji.