ตัวกรองชีวภาพเป็นเตียงของสื่อที่จุลินทรีย์ยึดติดและเติบโตเพื่อสร้างชั้นทางชีวภาพที่เรียกว่าไบโอฟิล์ม การกรองทางชีวภาพมักจะถูกเรียกว่ากระบวนการฟิล์มแบบตายตัว โดยทั่วไป ไบโอฟิล์มจะเกิดขึ้นจากกลุ่มจุลินทรีย์ต่างๆ (แบคทีเรีย เชื้อรา ยีสต์ ฯลฯ) จุลินทรีย์ขนาดใหญ่ (โปรโตซัว หนอน แมลง'ตัวอ่อน เป็นต้น) และสารโพลีเมอร์นอกเซลล์ (EPS) ลักษณะของไบโอฟิล์มมักจะลื่นและเป็นโคลน