Pembesaran biologis, juga dikenal sebagai biomagnifikasi atau bioamplifikasi, menjelaskan mengapa suatu zat muncul dalam konsentrasi yang lebih tinggi pada organisme yang lebih tinggi dalam rantai makanan tertentu daripada organisme yang lebih rendah dalam rantai makanan. Hal ini terjadi karena makhluk yang berada di atas rantai makanan, seperti predator, memakan makhluk yang lebih rendah dalam rantai makanan dan menyerap zat dari organisme yang mereka konsumsi di samping zat yang mereka serap langsung dari lingkungan. Dalam beberapa kasus, proses pembesaran biologis dapat berbahaya bagi organisme yang berada pada rantai makanan tinggi karena mereka menyerap zat berbahaya dari semua organisme yang mereka konsumsi. Sementara jumlah kecil yang diserap dari lingkungan bisa sama sekali tidak berbahaya, jumlah yang dikonsumsi dari sumber makanan bisa bertambah dan berbahaya.
Beberapa hal harus benar dari suatu zat agar perbesaran biologis terjadi. Substansi harus dapat diserap pada suatu titik dalam rantai makanan, jika tidak maka tidak akan dapat diperbesar. Itu tidak boleh dipecah dengan mudah oleh lingkungan, karena ini akan menghapusnya dari rantai makanan. Pasti sulit bagi organisme untuk memecah atau mencernanya dengan aman, karena pencernaan juga akan mencegahnya diserap oleh organisme yang lebih tinggi dalam rantai makanan.
Sementara pembesaran biologis secara teknis dapat terjadi dengan zat apa pun yang memenuhi kriteria ini, biasanya dipelajari karena pembesaran zat berbahaya seperti pupuk, pestisida, dan logam berat. Seringkali, zat-zat tersebut terakumulasi dalam sel-sel lemak suatu organisme, karena mereka tidak dapat larut dalam air dan keluar dari tubuh melalui urin. Ketika organisme yang lebih tinggi dalam rantai makanan mengkonsumsi makhluk yang lebih rendah dalam rantai makanan, ia menyerap lemak di ususnya. Dengan lemak ini datang zat-zat yang sebelumnya diambil oleh organisme lain dan semua efek berbahaya yang mungkin dibawa oleh zat-zat ini. Banyak tanaman, akuatik dan terestrial, cenderung menyerap berbagai zat karena mereka sering kekurangan sarana untuk mencernanya secara efektif.
Salah satu zat utama yang dipelajari para ilmuwan dalam kaitannya dengan pembesaran biologis adalah pestisida dichlorodiphenyltrichloroethane, lebih dikenal sebagai DDT. DDT memiliki sejarah yang panjang dan kontroversial; itu adalah pestisida yang sangat efektif tetapi beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa itu dapat memiliki efek yang merugikan pada lingkungan dan kesehatan manusia dan hewan. Juga sulit bagi banyak organisme untuk memecahnya secara efektif, sehingga sering diperbesar melalui piramida makanan.