Die Biologische Filterung ist ein zusammenfassender Name für Verfahren zur Reinigung von Abwasser oder andere durch organische Schadstoffe belastete Wässer durch den Einsatz von heterotrophen (= sich von anderen ernährend) Mikroorganismen, insbesondere Bakterien und Pilzen, die auf der Oberfläche eines festen Trägermaterials einen Biofilm ausbilden. Die Reinigungsleistung wird dabei nicht durch das Filtermaterial selbst, sondern durch die Organismen erbracht. Letztlich dienen die organischen Schadstoffe den Organismen des Biofilms als Nährsubstrate und werden in Biomasse umgesetzt.

Die biologische Filterung beruht auf den gleichen Prinzipien wie die Selbstreinigung in natürlichen Gewässern. Verwandte Verfahren, die auf denselben Prinzipien aufbauen, sind auch die biologische Reinigungsstufe von Kläranlagen oder Verfahren, die mit Aggregaten von Mikroorganismen (z.B. Flocken) arbeiten. 

Die in der Aquaristik angewendete biologische Filterung reinigt das Wasser unter Zuhilfenahme von Bakterien, die sich in den Filtermaterialien festsetzen und vermehren. Da die Bakterien dabei Sauerstoff verbrauchen. Damit biologische Filter gut funktionieren, muss eine große Anzahl von Bakterien vorhanden und eine hohe Sauerstoffsättigung des Wassers gegeben sein. 

allgemeines zur Wirkung

Der Abbau von Schadstoffen erfolgt durch Mikroorganismen nach dem Prinzip der Nitrifikation. Die Mikroorganismen sind in einem neuen Filter allerdings noch nicht in ausreichender Anzahl in den Filtermedium vorhanden. Neu eingerichtete Aquarien werden daher über mehrere Wochen ohne Fischbesatz betrieben (bis zu 12 Wochen), damit sich diese Mikroorganismen etablieren können.