Biokoncentrācija ir situācija, kad toksīna līmenis organismā pārsniedz šī toksīna līmeni apkārtējā vidē. Šo terminu bieži lieto īpaši attiecībā uz ūdens vidi un ūdens organismiem, atšķirībā no saistītā “bioakumulācija”, kas var attiekties uz toksīniem un organismiem, kas atrodami dažādās vidēs. Biokoncentrācija rada bažas daudziem vides aizstāvjiem un zinātniskajiem pētniekiem, kā arī cilvēkiem, kas ir atbildīgi par politikas formulēšanu un jaunu patēriņa preču izstrādi.
Klasiskā biokoncentrācijas piemērā zivs, kas dzīvo upē, kas ir piesārņota ar farmaceitiskajiem atkritumiem, var uzņemt no ūdens augstu cilvēka hormonu līmeni. Ja zivis nevar izpaust hormonus, tie uzkrājas organismā, izraisot situāciju, kad zivju organismā ir vairāk hormonu nekā apkārtējā ūdenī. Pētnieki var izmantot jēdzienu, kas pazīstams kā biokoncentrācijas faktors (BCF), lai izteiktu biokoncentrācijas līmeni skaitliskā veidā.
Lai noteiktu biokoncentrācijas koeficientu, toksīna līmenis organismā tiek dalīts ar līmeni apkārtējā ūdenī, lai atrastu attiecību. Jo augstāka attiecība, jo smagāka ir biokoncentrācija. Augsts BCF var izraisīt tādas veselības problēmas kā ģenētiskas mutācijas, kas tiek nodotas pēcnācējiem, vēzis, nāve vai slimības. Piemēram, zivju populācijās arvien lielāks skaits zivju, kas dzimuši ar neskaidriem dzimumorgāniem, ūdensceļos, kas ir piesārņoti ar farmaceitiskajiem līdzekļiem.
Biokoncentrācija var izraisīt arī situāciju, ko sauc par biopalielinājumu. Biopalielināšanā toksīnu līmenis palielinās, jo augstāks virzās uz augšu pārtikas ķēdē. Piemēram, toksīns nelielā daudzumā var būt augos, kurus ēd mazas zivis. Zivīm ir jāēd daudz augu, lai izdzīvotu, tādējādi attīstot augstāku BCF. Lielāko zivju sugas, kas ēd mazās zivis, organismā ir vēl augstāks toksīnu līmenis, savukārt lācis, kas ēd šīs zivis, attīsta augstu toksīnu līmeni. Toksīns var tikt nodots arī putniem, kas ēd zivis, kā arī cilvēkiem. Biokoncentrācija izskaidro, kā liesmas slāpētāji tiek atrasti sieviešu krūtīs visā pasaulē: šīs sievietes tieši nepatērēja šīs ķīmiskās vielas, tās uzņēma, ēdot organismus, kas piedzīvoja biopalielināšanos.
Biokoncentrācija un biopalielinājums izskaidro, kāpēc šķietami zems toksīnu līmenis var kļūt par problēmu, jo, ja dzīvniekam ir grūtības izdalīt toksīnu no sava ķermeņa, toksīns uzkrājas tik ilgi, kamēr organisms būs pakļauts. Ķīmiskā DDT bieži tiek minēta kā piemērs; kad to sākotnēji izmantoja, tas šķita toksisks tikai kukaiņiem. Tomēr ilgākā laika posmā parādījās biopalielinājums, kas izraisīja putnu olas ar plāniem čaumalam, radot nopietnus bojājumus daudzām putnu sugām. Tas noveda pie plašiem ķīmiskās vielas aizliegumiem.