Biologisk bestemmelse er en metode for å måle mengden av et kjemisk stoff etter graden av dets effekt på et eller annet biologisk system.
Denne metoden er basert på levende organismers evne til å reagere på tilstedeværelsen og konsentrasjonen av ulike kjemiske forbindelser. Responsen til et biologisk system, som celler, vev eller en hel organisme, brukes til å kvantifisere tilstedeværelsen av et teststoff.
Følsomheten til den biologiske bestemmelsen avhenger av det valgte testobjektet. For eksempel brukes ofte bakterier, gjær, alger og krepsdyr for å bestemme giftige stoffer. Reaksjonen til disse organismene gjør det mulig å nøyaktig estimere konsentrasjonen av giftstoffet.
Biologisk bestemmelse er mye brukt i analytisk kjemi, toksikologi, medisin, økologi og andre felt for ekspressanalyse og overvåking av kjemiske forbindelser i miljøobjekter og biologiske væsker.