Biologinen suurennos, joka tunnetaan myös nimellä biomagnifikaatio tai bioamplifikaatio, selittää, miksi ainetta esiintyy suurempina pitoisuuksina organismeissa, jotka ovat korkeammalla tietyssä ravintoketjussa kuin ravintoketjun alempana olevissa organismeissa. Tämä johtuu siitä, että ravintoketjun korkealla olevat olennot, kuten petoeläimet, syövät ravintoketjussa alempana olevia olentoja ja imevät aineita kuluttamistaan organismeista niiden aineiden lisäksi, joita he imevät suoraan ympäristöstä. Joissakin tapauksissa biologinen suurennusprosessi voi olla haitallista ravintoketjun korkealla sijaitseville organismeille, koska ne imevät haitallisia aineita kaikista kuluttamistaan organismeista. Vaikka ympäristöstä imeytyneet pienet määrät voivat olla täysin vaarattomia, ruokalähteistä kulutetut määrät voivat kasvaa ja olla haitallisia.
Monien asioiden on oltava totta aineen suhteen, jotta biologinen suurennus tapahtuisi. Aineen on kyettävä imeytymään jossain vaiheessa ravintoketjua, muuten se ei pystyisi suurentumaan. Ympäristö ei saa hajottaa sitä helposti, koska se poistaisi sen ravintoketjusta. Sen täytyy olla organismien vaikeaa hajottaa tai sulattaa sitä turvallisesti, koska ruoansulatus estäisi myös ravintoketjun korkeammalla olevien organismien imeytymisen.
Vaikka biologinen suurennos voi teknisesti tapahtua millä tahansa aineella, joka täyttää nämä kriteerit, sitä yleensä tutkitaan haitallisten aineiden, kuten lannoitteiden, torjunta-aineiden ja raskasmetallien, suurentamisen vuoksi. Usein tällaiset aineet kerääntyvät elimistön rasvasoluihin, koska ne eivät pysty hajoamaan liukenemaan veteen ja poistumaan elimistöstä virtsan mukana. Kun ravintoketjun ylempänä oleva organismi kuluttaa ravintoketjussa alempana olevaa olentoa, se imee rasvat suolistostaan. Näiden rasvojen mukana tulevat toisen organismin aiemmin ottamat aineet ja kaikki haitalliset vaikutukset, joita nämä aineet voivat kantaa mukanaan. Monet vesi- ja maakasvit ovat alttiita absorboimaan erilaisia aineita, koska niillä ei useinkaan ole keinoja sulattaa niitä tehokkaasti.
Yksi tärkeimmistä aineista, joita tutkijat tutkivat biologisen suurennuksen yhteydessä, on torjunta-aine diklooridifenyylitrikloorietaani, joka tunnetaan paremmin nimellä DDT. DDT:llä on ollut pitkä ja kiistanalainen historia; se on erittäin tehokas torjunta-aine, mutta jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että sillä voi olla haitallisia vaikutuksia ympäristöön sekä ihmisten ja eläinten terveyteen. Monien organismien on myös vaikeaa hajottaa sitä tehokkaasti, joten sitä suurennetaan usein ruokapyramidien kautta.