ازداد الاهتمام بالتحلل الحيوي الجرثومي (بالإنجليزية:microbial biodegradation) للملوثات كثافة في السنوات الأخيرة بسبب كفاح البشرية من أجل إيجاد وسائل دائمة لتنظيف البيئات الملوثة. إن عمليات المعالجة الحيوية والتحويل الحيوي تسعى إلى تسخير القدرة المذهلة لجراثيم الأيض الأجنبية بيولوجيا والتي تحدث بشكل طبيعي على التحلل وتحويل أو تراكم مجموعة كبيرة من المركبات مثل الهيدروكربونات (مثال: النفط) والمركبات ثنائية الفينيل عديدة الكلور (PCBs) والمركبات العضوية متعددة النوى العطرية (PAHs) والمركبات الحلقية غير المتجانسة (مثل البيريدين والكوينولين) والمواد الصيدلانية والنظائر المشعة والمعادن. قامت الاختراقات المنهجية الرئيسية الحاصلة في السنوات الأخيرة بتمكين تحليلات الجينومية المفصلة وماوراء الجينوم والبروتيوميات والمعلوماتية الحيوية وغيرها من التحليلات عالية الإنتاجية المرتبطة بالكائنات الدقيقة ذات الصلة بالبيئة مما أعطى رؤى غير مسبوقة في طرق التحلل الحيوية المفتاحية وقدرة العضيات على التكيف مع الظروف البيئية المتغيرة.
إن الحد من وجود مجموعة كبيرة من المخلفات والملوثات في البيئة هو متطلب أساسي للترويج لتنمية مجتمعاتنا بطريقة مستدامة مع إحداث تأثير بيئي منخفض. تلعب العملية الحيوية دورا رئيسيا في إزالة الملوثات كما وتستفيد من الخواص التقويضية متعددة الاستعمالات التي تتميز بها الكائنات المجهرية لتحليل-تحويل هذه المركبات.
تنتج الاختراقات المنهجية الجديدة في التسلسل وعلم الجينوم والبروتيوميات والمعلوماتية الحيوية والتصوير كميات واسعة من المعلومات. في مجال علم الأحياء الدقيقة البيئي فإن الدراسات العالمية المعتمدة على الجينوم تفتح حقبة جديدة تعمل على توفير وجهات نظر غير مسبوقة خاصة بالعمليات المنجزة بواسطة الحاسوب في الشبكات الأيضية والتنظيمية إضافة إلى إشارات إلى تطور مسارات التحلل واستراتيجيات التكيّف الجزيئي مع الظروف البيئية المتغيّرة. تعلي الطرق الما وراء الجينية والجينومية الوظيفية من فهمنا للأهمية النسبية للمسارات المختلفة والشبكات التنظيمية وتدفق الكربون في بيئات مخصوصة ولمركبات معينة ولابد أن تقوم بتسريع تطور تقنيات المعالجة الحيوية وعمليات التحويل الحيوية.