生物放大作用（英语：Biomagnification），也叫生物富集作用。一般指的是自然环境中的有毒害的物质含量沿生物链在各级生物体内逐渐递增的现象。例如DDT或汞的浓度沿生物链的递增。

生物富集的主要原因是因为这些有害的物质一旦进入生物体内，就不容易排出，只进不出，一步一步的叠加，最终在生物链的最顶部的生物体内的含量可能达到比原始环境高百万级别的浓度。

导致这种增长可能发生的原因是：

比如在一条食物链如下：水草，小鱼，鱼鹰，猛禽。一旦河流被DDT污染，水草体能就会有微量的DDT，然后鱼吃掉水草，这些DDT一旦进入鱼体内，就再也无法代谢出去，而是在鱼的体内堆积，所以鱼体内的DDT含量比水草高很多。以此类推，最终受害最严重的就是猛禽。曾经DDT造成了一些类别的猛禽体内的DDT比河流里面的高一百多万倍，导致猛禽产的卵太软，无法孵化。

生物放大作用的物质有两大类。两者都是亲脂性的和不容易降解的。新型有机物质不容易降解，因为微生物缺乏以前接触，并因此没有演化出特定的解毒和排泄机制，出现了没有从它们那里来的选择压力。这些物质因此被称为持久性有机污染物。

金属是不降解的，因为它们是元素。生物，尤其是那些自然中受高水平暴露于接触的金属的生物，是具有机制来螯合和排泄金属。问题出现当生物体暴露于比通常更高浓度时，它们排泄的速度不够快到可以防止受损害。一些持久性重金属对于生物体的生殖系统特别有害。

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