เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพฟิล์มใช้อาณานิคมของแบคทีเรียในห้องปฏิบัติการและกระบวนการอุตสาหกรรมเพื่อผลิตสารเช่นน้ำส้มสายชูและกรดอะซิติก มันยังใช้ในการทำเอทานอลกรดแลคติกบิวทานอลกรดฟูมาริกและกรดซัคคินิก ไบโอฟิล์มใช้เป็นประจำเพื่อบำบัดน้ำเสียและแบคทีเรียสามารถดูดซับหรือทำลายสารพิษในน้ำ เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบต่าง ๆ ได้แก่ เมมเบรน, ฟลูอิไดซ์เบด, บรรจุภัณฑ์, การขนส่งทางอากาศและเครื่องปฏิกรณ์แบบไม่ใช้อากาศแบบตะกอนจุลินทรีย์แบบไหลขึ้น
ภายในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพฟิล์มเซลล์แบคทีเรียเติบโตภายในเมทริกซ์โครงสร้างและยึดติดกับพื้นผิว แต่ละเซลล์ต้องยึดติดกับพื้นผิวเป็นอันดับแรกไม่ว่าจะด้วยประจุไฟฟ้าหรือแรงดึงดูดทางเคมีหรือเนื่องจากความเข้มข้นของสารอาหารใกล้กับพื้นผิวนี้ เซลล์จะต้องถูกยึดติดกับพื้นผิวอย่างถาวรเพื่อสร้างไบโอฟิล์มซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมีการผลิตสารโพลีเมอร์นอกเซลล์ (EPS) Biofilms พัฒนาในเครื่องปฏิกรณ์เนื่องจากช่องทางน้ำเกิดขึ้นภายในพวกมันดังนั้นสารอาหารจึงสามารถไปถึงพื้นที่ใต้ผิวดินได้ เมื่อสารอาหารหมดลงเซลล์ที่มุ่งเน้นการผลิต EPS จะทำลายเมทริกซ์ของอาหารและหนีออกมา
สารอาหารอุณหภูมิและธรรมชาติของเซลล์ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนฟิล์มซึ่งฟิล์มเติบโตบนเมมเบรนโอนก๊าซเป็นประเภทหนึ่ง สารตั้งต้นของแก๊สซึ่งอาจเป็นได้ทั้งไฮโดรเจนออกซิเจนหรือมีเธนแอมโมเนียหรือคาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้โดยแบคทีเรีย สารปนเปื้อนเช่นไนเตรตไนไตรต์คลอเรตโบรเมตอาร์เซนอลซีเซลและคลอโรฟอร์มสามารถลดลงในผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นอันตรายผ่านกระบวนการนี้
สื่อถูกกวนด้วยกลไกในเครื่องปฏิกรณ์แบบถังกวนต่อเนื่อง แต่ไม่สามารถกวนส่วนผสมได้เมื่อมีโครงสร้างรองรับสำหรับฟิล์ม เครื่องปฏิกรณ์แบบอัดแน่นบรรจุด้วยวัสดุสนับสนุนเป็นครั้งแรกก่อนที่จะมีการแนะนำแบคทีเรียและถูกป้อนจากด้านล่างขึ้นไปด้วยสารอาหาร เซลล์แบคทีเรียมีแนวโน้มที่จะเติบโตอย่างรวดเร็วในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบนี้ เครื่องปฏิกรณ์แบบท็อปเบดจะถูกป้อนจากด้านบน แต่ไม่ใช่ทุกเซลล์ในภาพยนตร์ที่ได้รับสารอาหาร เครื่องปฏิกรณ์อื่น ๆ ได้แก่ ฟลูอิไดซ์เบดเหมาะสำหรับการทำลายสารเคมีฟีนอลิกที่เป็นพิษและเครื่องปฏิกรณ์การขนส่งทางอากาศซึ่งผสมอากาศจากด้านล่างเข้ากับของเหลวในหลอดสองหลอด
สำหรับการบำบัดน้ำเครื่องปฏิกรณ์แบบกากตะกอนแบบไม่ใช้อากาศแบบไหลขึ้นสำหรับกระบวนการบำบัดน้ำเสียและของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพฟิล์มยังสามารถใช้ในการสลายก๊าซเช่นเดียวกับกลิ่น โดยรวมแล้วสามารถบำบัดน้ำหรือของเหลวจำนวนมากในอัตราที่สูงสร้างกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพ
