Biologische vergroting, of biomagnificatie, vindt plaats wanneer verontreinigende stoffen die worden opgenomen door organismen aan de basis van de voedselketen hoge concentraties bereiken in de lichamen van dieren aan de top van de voedselketen. De effecten van biomagnificatie variëren sterk afhankelijk van de verontreinigende stof, het organisme en het ecosysteem in kwestie. wat betekent dat ze niet gemakkelijk biologisch worden afgebroken. Een primaire producent zoals een plant of alg kan persistente verontreinigende stoffen absorberen die chemisch vergelijkbaar zijn met voedingsstoffen die nodig zijn voor de groei. Als dat materiaal nog in de plant zit wanneer het wordt gegeten door het volgende organisme in de voedselketen, zal dat organisme waarschijnlijk na verloop van tijd meer van het toxine opnemen omdat het meerdere planten consumeert. Carnivoren die meerdere dieren in het gebied consumeren, zullen nog meer absorberen.
Opbouw in vetten

Sommige verontreinigende stoffen worden snel uit het lichaam verdreven, maar die vetoplosbaar zijn worden opgeslagen in de lipiden van een organisme en kan alleen worden verwijderd door de werking van gespecificeerde enzymen. Als dit organisme dergelijke enzymen mist, of als de opnamesnelheid van een bepaalde in vet oplosbare verontreinigende stof groter is dan de enzymatische verwijdering, zal de stof zich ophopen in het lichaam van het organisme. Dit versmalt verontreinigende stoffen die biomagnificeren tot twee categorieën: metalen en persistente organische verontreinigende stoffen. DDT is een bekend voorbeeld van het laatste.
Ecologisch proces

Een verontreinigende stof die zich ophoopt in de lipiden van een primaire producent, kan nooit voldoende hoge concentraties bereiken om dat organisme op enigerlei wijze schade toe te brengen. Dit is waar het sleutelbegrip van biologische vergroting een rol speelt. Organismen hoger in de voedselketen bevatten hogere concentraties verontreinigende stoffen dan die lager in de voedselketen. Wanneer een verontreinigende stof een bepaalde concentratie in een bepaald organisme bereikt, begint het de functie van verschillende lichaamssystemen te verminderen en zelfs permanent te beschadigen.
Effecten op organisme

Organismen bovenaan de voedselketen bevinden zich op een groter risico op schade door biomagnificatie. Kwik beschadigt bijvoorbeeld het zenuwstelsel, het maagdarmstelsel en het cardiovasculaire stelsel. Kwikvergiftiging is met name een probleem voor ongeboren foetussen en jonge kinderen. Daarom worden zwangere en zogende moeders aangemoedigd om vis te vermijden, die vaak veel kwik bevat. Organismen aan de top van de voedselketen worden beïnvloed door verschillende persistente organische verontreinigende stoffen die kankerverwekkend zijn en giftig voor het voortplantings-, zenuw- en immuunsysteem. DDT kan bijvoorbeeld steriliteit en dunne eierschalen veroorzaken bij roofvogels.