富集作用，也被稱為生物濃縮或生物富集作用，是指某些生物體從環境中攝取並積累那些濃度極低的污染物或某些元素和難以分解的化合物，導致這些物質在生物體內的濃度超過環境中的濃度。
生物富集作用通過生態系統中的食物鏈或食物網進行，特別是在某些污染物如放射性化學物質和合成農藥等的情況下，這些物質在生物體內的濃度可以逐步增大，甚至達到足以引起中毒的水平。生物體吸收環境中的物質主要通過三種方式：藻類植物、原生動物和多種微生物通過體表直接吸收；高等植物通過根系吸收；而大多數動物則通過吞食進行吸收。進入生物體後的物質會參與新陳代謝活動，其中一些必要的物質會被納入生物體組織中，而非必要或多餘的物質則會被分解並排出體外。然而，某些難以分解的物質（如DDT）最終會在生物體內長期殘留。
富集作用的研究對於理解物質在生態系統內的遷移和轉化規律、評估污染物對生物體的潛在危害、以及利用生物體監測和淨化環境等方面具有重要意義。