Biofilmski reaktor koristi kolonije bakterija u laboratorijskim i industrijskim procesima za proizvodnju tvari kao što su ocat i octena kiselina. Također se koristi za proizvodnju etanola, mliječne kiseline, butanola, fumarne kiseline i jantarne kiseline. Biofilm se također redovito koristi za pročišćavanje otpadnih voda, a bakterije mogu apsorbirati ili razgraditi otrovne tvari u vodi. Različite vrste biofilmskih reaktora uključuju reaktore s membranom, fluidiziranim slojem, nabijenim slojem, zračnim dizanjem i uzlaznim anaerobnim reaktorima s talogom.
Unutar biofilmskog reaktora, bakterijske stanice rastu unutar strukturnog matriksa i prianjaju na površinu. Pojedinačne stanice se prvo moraju pričvrstiti na površinu, bilo električnim nabojem ili kemijskim privlačenjem, ili zbog koncentracije hranjivih tvari u blizini te površine. Stanice moraju biti nepovratno vezane za površinu kako bi se stvorio biofilm, što se događa kada se proizvode ekstracelularne polimerne tvari (EPS). Biofilmovi se razvijaju u reaktoru jer se unutar njih formiraju vodeni kanali kako bi hranjive tvari mogle doći do podzemnih područja. Kako su hranjive tvari iscrpljene, stanice koje se usredotočuju na proizvodnju EPS-a zatim razgrađuju matricu za hranu i bijeg.
Hranjive tvari, temperatura i priroda stanica utječu na kvalitetu biofilmskog reaktora. Membranski biofilmski reaktori, u kojima film raste na membrani za prijenos plina, su jedna vrsta. Bakterije koriste supstrat u plinskoj fazi, koji može biti vodik, kisik ili metan, amonijak ili ugljični dioksid. Kontaminanti, kao što su nitrati, nitriti, klorati, bromat, arsenante, selenat i kloroform, mogu se ovim postupkom reducirati u bezopasne proizvode.
Medij se mehanički miješa u reaktoru s kontinuiranim miješanjem, ali smjesa se ne može miješati kada postoji noseća struktura za film. Reaktor s nabijenim slojem najprije se puni potpornim materijalima prije nego što se uvedu bakterije i hrani se odozdo prema gore hranjivim tvarima. Bakterijske stanice imaju tendenciju brzog rasta u ovoj vrsti biofilmskog reaktora. Reaktori s gornjim slojem napajaju se s vrha, ali ne dobiva svaka stanica u filmu hranjive tvari. Ostali reaktori uključuju fluidizirani sloj, pogodan za razbijanje otrovnih fenolnih kemikalija, i zračni reaktori, koji miješaju zrak s dna s tekućinom u dvije cijevi.
Za obradu vode, uzlazni anaerobni reaktori s muljom obrađuju otpadne vode i industrijske otpadne vode. Biofilmski reaktor se također može koristiti za razgradnju plinova kao i mirisa. Općenito, može tretirati velike količine vode ili tekućine pri visokim brzinama, stvarajući učinkovit industrijski proces.