Bioterapija attiecas uz dažādu sistēmu izmantošanu cilvēka organismā, lai cīnītos pret slimībām un citiem apstākļiem. Piemēram, imūnterapija īsteno organisma imunoloģiskās reakcijas, lai cīnītos pret tādām nopietnām slimībām kā vēzis. Citi piemēri ietver gēnu terapiju un hormonālo terapiju. Visi izmanto dabā sastopamus materiālus slimību ārstēšanai.
Imūnterapija var darboties divos veidos. Pirmajā metodē izmanto dabiskus vai sintētiskus materiālus, lai izraisītu imūnreakciju vai pastiprinātu jau notiekošo reakciju. Viens izplatīts piemērs tam ir lielākās daļas vakcīnu izmantošana. Dabiski sastopamas slimības, piemēram, poliomielīta, gadījumā cilvēka ķermenis bieži vien nav gatavs izturēt ar vīrusu inficētu šūnu uzbrukumu. Tā rezultātā vīruss uz laiku vai pastāvīgi pārņem ķermeņa imūnsistēmu un izraisa nopietnus bojājumus vai nāvi. Otrais lietošanas veids darbojas, apturot imūnreakciju noteiktos autoimūnos apstākļos, piemēram, vilkēdē.
Lai izraisītu imūnreakciju bez šīm sekām, ārsti spēj nodrošināt novājinātu vai nogalinātu vīrusa versiju organismā. Tā kā vīruss nav pietiekami spēcīgs, lai radītu reālus bojājumus, imūnsistēma spēj to efektīvi iznīcināt, attīstot spēcīgas antivielas. Ja kāds, kurš ir saņēmis vakcīnu, tiek pakļauts tai pašai slimībai, organismā jau ir vairākas antivielas, kas to pārņem un nogalina, pirms tā var izraisīt simptomus. Šis bioterapijas veids ir izglābis miljoniem dzīvību.
Hormonālās bioterapijas metodes ietver hormonu izmantošanu, kas dabiski atrodami organismā, lai gan daži terapijas laikā izmantotie hormoni ir sintētiski izgatavoti. Piemēram, krūts vēža slimniekiem vīriešu hormonu testosteronu bieži izmanto, lai samazinātu vai noņemtu audzējus. Estrogēnu hormonālo aizstājterapiju lieto arī sievietēm ar smagiem menopauzes simptomiem.
Gēnu terapija ir vēl viens bioterapijas veids, kurā tiek iegūti veseli gēni un pēc tam tos izmanto, lai aizstātu bojātos organismā. To parasti lieto slimībām ar viena gēna defektiem, piemēram, sirpjveida šūnu anēmiju. Lai gan process ir ļoti apspriests, gēnu terapijas izmantošana ir bijusi veiksmīga dažām slimībām. Tiek turpināti pētījumi par gēnu terapijas efektivitāti un drošību, galvenokārt tāpēc, ka ģenētiski modificētu materiālu izmantošana cilvēkiem var radīt nevēlamus rezultātus.
Dažos retos gadījumos bioterapija var attiekties arī uz dzīvo organismu un dzīvnieku izmantošanu slimību ārstēšanai. Piemēram, dēles ir izmantotas, lai palīdzētu pacientiem ar smagiem ādas bojājumiem izvairīties no amputācijas. Kad āda tiek bojāta un nomirst, piemēram, smaga apsaldējuma vai infekcijas gadījumā, dēles var izmantot, lai apēstu atmirušās un slimās ādas šūnas, lai varētu augt jauna āda. Citi šāda veida bioterapijas piemēri ietver suņu izmantošanu vēža noteikšanai ar spēcīgo ožu un bišu indes izmantošanu noteiktu neiroloģisku slimību ārstēšanai.