Niektóre zanieczyszczenia są bardziej szkodliwe dla organizmów na wyższych poziomach troficznych z powodu procesu zwanego biomagnifikacją. Biomagnifikacja zachodzi, gdy stężenie zanieczyszczenia rośnie, gdy porusza się w górę łańcucha pokarmowego.
Dzieje się tak, ponieważ zanieczyszczenia nie są łatwo wydalane ani metabolizowane przez organizmy i mają tendencję do gromadzenia się w tkankach. Gdy drapieżnicy pożerają ofiary, pobierają też zanieczyszczenia zgromadzone w ciele ofiary. Prowadzi to do wyższego stężenia zanieczyszczeń w tkankach drapieżnika w porównaniu do ofiary. Proces powtarza się, gdy większe drapieżnicy zjadają mniejsze, prowadząc do jeszcze wyższych stężeń na wyższych poziomach troficznych.
Zanieczyszczenia szczególnie szkodliwe na wyższych poziomach troficznych są często trwałe i lipofilowe (roztwarzalne w tłuszczach). Trwałe zanieczyszczenia nie rozkładają się łatwo w środowisku, a lipofilowe gromadzą się w tkankach tłuszczowych. To połączenie sprawia, że bardziej prawdopodobnie biomagnifikują się i osiągają szkodliwe stężenia u drapieżników szczytowych.
Przykłady to niektóre metale ciężkie (rtęć, ołów), pestycydy (DDT, PCB) i chemikalia przemysłowe (dioksyny, furany). Te substancje mogą gromadzić się w zwierzętach i ludziach, będąc powiązane z zaburzeniami rozmnażania, wadami rozwojowymi i wzrostem ryzyka nowotworów.
Zrozumienie biomagnifikacji jest ważne dla opracowywania regulacji środowiskowych i strategii zarządzania, by zminimalizować ich wpływ na ekosystemy i zdrowie ludzkie.