Tecnicamente, biofilmes são uma conglomeração de bactérias, fungos, algas, protozoários, resíduos ou produtos de corrosão aderidos em uma matriz auto-produzida e secretada de Substâncias Poliméricas Extracelulares (SPE). A SPE pode ser composta de polissacarídeos, proteínas, ácidos nucléicos e lipídeos. Essencialmente, um biofilme pode se formar quando bactérias aderem a superfícies em ambientes aquosos e começam a excretar SPE, uma substância pegajosa e grudenta que pode ancorá-las a todos os tipos de materiais, tais como metais, plásticos, partículas de solo, materiais de implantes médicos e tecidos. Uma vez ancoradas à uma superfície, os microrganismos do biofilme carregam uma variedade de reações prejudiciais ou benéficas (para os padrões humanos), dependendo das condições ambientais circundantes. Um exemplo de reação benéfica é a aplicação de biofilme para degradar cloreto de vinila, um solvente tóxico que pode contaminar o lençol freático e colocar em risco os recursos de água potável.

O biofilme funciona como uma barreira hidratada protetora entre as células bacterianas e seu ambiente. Ele facilita a sobrevivência sob condições adversas e insultos ambientais tais como radiação ultravioleta, estresses físico-químicos, dessecação e suprimento insuficiente de recursos nutritivos. Por estas razões, na natureza a maioria dos micróbios vive como comunidades em biofilmes.

Por outro lado, uma vez que as bactérias em biofilmes são mais resistentes a antibióticos, a formação de biofilmes em dispositivos médicos invasivos e tecidos danificados, tais como cateteres, articulações prostéticas e válvulas cardíacas é uma constante preocupação médica. Para a indústria, os biofilmes custam bilhões de dólares por ano em equipamentos danificados, contaminação de produtos e perdas energéticas. O fenômeno do biofilme impacta uma ampla gama de indústrias, incluindo a indústria do petróleo, de especialidades químicas, da saúde, de produtos domésticos, de água potável, mineração e utilidades.