A többi szűréstől eltérően ez a folyamat nem kiszűri, hanem semlegesíti a mérgező anyagokat. Minden szűrőn kialakul ilyen szűrőréteg, de leghatékonyabb a talajszűrőkön.
A biológiai szűrés különösen hatékony az ammóniát illetően, amelyet a lebomló anyagokkal táplálkozó baktériumok termelnek és a halak is kiválasztanak. Ebben a rendszerben a hasznos baktériumok elszaporodnak az akváriumban, és az ammóniát viszonylag ártalmatlan nitrátvegyületekre bontják. A baktériumok megtelepednek az akváriumi kavicsréteg felszínén, szaporodásukat azonban elősegíti, ha oxigéndús környezetben vannak.
Az akvárium aljára ezért préselt lemezt helyeznek úgy, hogy az oxigénben gazdag víz cirkulálhat a talajon keresztül. Amint az ammóniatartalmú víz a baktériummal találkozik, kétlépcsős folyamat alakúl ki: először Nitrosomonas baktériumok alakítják az ammóniát nitritté, amelyet azután a Nitrobacter fajok nitráttá változtatnak. Noha a nitrát gátolhatja a halak növekedését, sokkal kevésbé mérgező, mint az ammónia. A növények nitritet és nitrátot egyaránt tudnak hasznosítani.
Ennek a szűrőnek számos előnye van a többi rendszerrel szemben. Nem feltűnő, nem kell hosszú tömlő, és csendesen működik. Minden akváriumhoz használható, de a tengerihez kötelező.

Szűrés növényekkel

A szűrés másik formája, amely biológiai és kémiai is, növényeket vagy algákat használ az ammónia, szén-dioxid és a nitrátok eltávolítására. Tengeri akváriumokban algabetétes szűrőket lehet használni, de ezeknek sok hely kell a medence fölött, és nehéz a fölszerelésük.
Édesvízi rendszerekben egy külön növényesített medencét állítanak föl a halas akvárium mellett. A vizet kivezetik az akváriumból, át a növényes medencén, aztán vissza. A növényes medencét jól meg kell világítani, hogy a fotoszintézis végbemehessen.
A növény szén-dioxidot és szervetlen anyagokat vesz fel a vízből, majd oxigént és szerves anyagokat bocsát ki helyettük. Ez a rendszer különösen hasznos növényevő halak akváriumában, mert ezek a fajok minden növényt felfalnak a környezetükben. Sőt, az élő eleség éhes halaktól elkülönített termelését is lehetővé teszi. Ha betegség jelentkezik a halas akváriumban, izolálni kell a növényes medencét.