Öeldakse, et aine bioakumuleerub, kui organism ei suuda seda ekspresseerida, mis tähendab, et see kontsentreerub kehas. Seda terminit kasutatakse tavaliselt toksiinide viitamiseks, kuigi on teada, et bioakumuleeruvad ka teised ained, mis mõnikord on kasulikud. Tavaliselt kasutatakse seda terminit aga potentsiaalse ohu tähistamiseks. Bioakumuleeruv aine on materjal, millel on kalduvus organismis bioakumuleeruda.
Aine bioakumuleerub, kui keha ei suuda seda töödelda, mis tähendab, et seda ei väljutata higi, uriini ega muude vahenditega. Kui organism jätkab ainega kokkupuudet, tõuseb üldine kontsentratsioon kehas. Raskmetallide, nagu elavhõbe, puhul võib see põhjustada tõsiseid terviseprobleeme. Teised teoreetiliselt kahjutud ained võivad organismis bioakumuleerudes olla ohtlikud.
Tavaliselt sisaldab keha rasv bioakumuleeruvaid aineid. Kui rasva põletatakse energia saamiseks, vabanevad toksiinid kehasse. Mõned materjalid bioakumuleeruvad teistes kehaosades, näiteks luudes. Olenevalt ainest võivad terviseprobleemid tekkida aastaid pärast kokkupuudet, mistõttu on probleemide põhjuse väljaselgitamine keeruline. See on sageli nii vähkkasvajate puhul, mis on tingitud keskkonnaga kokkupuutest. Mõnikord on võimatu kindlaks teha, mis oli vähi põhjus, mistõttu on potentsiaalselt toksilises piirkonnas keskkonna puhastamise alustamine raskendatud või et teha kindlaks, kas ka pereliikmed on ohus või mitte.
Paljud töökohahaigused on bioakumulatsiooni tagajärg. Inimene, kes puutub päevast päeva väikeses kontsentratsioonis kokku sama ainega, võib koguneda organismis piisavalt ainet, et haigestuda. Teine bioakumulatsiooni klassikaline näide on elavhõbeda taseme tõus kalades üle maailma või lindude DDT mürgistus. Bioakumulatsioon on muutunud suureks keskkonnaprobleemiks saaste ja inimtegevuse tõttu, mis on oluliselt suurendanud bioakumuleeruvate ainete hulka keskkonnas.
Seotud mõiste on biomagnifikatsioon. Biomagnifikatsioonil liigub mürgine aine toiduahelas edasi, mille tulemuseks on laiemalt levinud keskkonnaprobleem. Näiteks kalad neelavad elavhõbedat saastunud vetes toitudes. Kui kalad akumuleerivad elavhõbedat, puutuvad teised loomad, sealhulgas inimesed, kala tarbimise kaudu mürgise ainega kokku. Seega võib elavhõbe bioakumuleeruda mitmesse liiki, tekitades potentsiaalselt väga tõsise probleemi.