Bioremediation on prosessi, jossa mikro-organismien tai kasvien biologisia reittejä käytetään hajoamaan tai eristämään myrkyllisiä hiilivetyjä, raskasmetalleja ja muita haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka löytyvät fossiilisista polttoaineista. Öljyvuotoja esiintyy usein eri asteilla öljyn toimitusketjun kaikissa osissa, mikä aiheuttaa monimutkaisia ympäristö- ja kansanterveysongelmia. Vaikka perinteiset puhdistusmenetelmät, kuten kemiallinen tai manuaalinen sulkeminen ja poistaminen, tuottavat usein nopeita tuloksia, bioremedio on vähemmän työvoimavaltaista, kallista ja estää kemiallisia tai mekaanisia vaurioita. Bioremediation tehokkuus ja vaikuttavuus perustuvat ihanteellisten olosuhteiden, kuten pH-arvon, RED-OX-potentiaalin, lämpötilan, kosteuden, hapen runsauden, ravintoaineiden saatavuuden, maaperän koostumuksen ja saastuttajien rakenteen, ylläpitämiseen halutun organismin tai biologisen reitin kannalta reaktioiden helpottamiseksi. Kolme tärkeintä bioremediation tyyppiä, joita käytetään öljyvuotoihin, ovat mikrobien korjaaminen, fytoremediation ja mykoremediation. Bioremediation on toteutettu useissa merkittävissä öljyvuotoissa, mukaan lukien 1989 Exxon Valdez
tapaus, jossa lannoitteen käyttö rannikolla on lisännyt biologista hajoamista.