A xenobiotikum környezetidegen, nem természetes, ember által szintetizált vegyi anyag. Görög eredetű kifejezés, melynek jelentése idegen. Megkülönböztetünk kémiai, fizikai és biológiai xenobiotikumok is egymástól. Kémiai xenobiotikumok például az élelmiszer-adalékok, a gyógyszerek valamint az ipari/ mezőgazdasági tevékenységből származó vegyi anyagok. A xenobiotikumokkal több dolog történhet természetbe kerülésük után. A mikroorganizmusok bontásért felelős génjei és bontóenzimjei között található esetleg olyan is, amely véletlenül xenobiotikumokat is elfogad szubsztrátként és abból energiát termel, mert azok méretben és alakban megegyeznek, vagy nagyon hasonlítanak az ökoszisztéma tagjai által ismert természetes anyagokra. Ez nem mindig történik meg, a bonthatatlan perzisztens vegyületek bontását a természet nem tudja megoldani. Más xenobiotikumok bekerülnek a lebontó biokémiai folyamatokba, de belőlük hasznosítható energia nem készül a sejtben, ezt a folyamatot nevezzük kometabolizmusnak. Néha azonban előfordul, hogy a xenobiotikum-bontás egyik vagy másik lépése az eredetinél még toxikusabb köztiterméket, vagy végterméket eredményez, ez a kockázat a nehézfémektől a peszticidekig nagyon sok vegyi anyagnál előfordulhat. Nem csak a biodegradáció, de a kémia vagy termikus kezelések során is előfordulhat (pl. oxidáció, ionizáció, dimerek képződése, polimerizáció, fertőtlenítés klórral, stb.) és a kémiailag módosult vegyületek ismételt mikrobiológiai átalakulásával is számolnunk kell.