Thuốc trừ sâu sinh học (thuốc trừ sâu hữu cơ) là loại thuốc trừ sâu sử dụng các chế phẩm có nguồn gốc sinh học để diệt trừ sâu hại như vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, virus), các chất do vi sinh vật tiết ra (thường là kháng sinh), các chất trong cây cỏ (chất độc hoặc dầu thực vật),... để diệt trừ sâu bệnh. Thuốc trừ sâu sinh học được chia thành hai nhóm chính là thuốc trừ sâu vi sinh và thuốc trừ sâu thảo mộc.
Thuốc trừ sâu vi sinh: Các thành phần hoạt tính là các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm, virus, động vật nguyên sinh hoặc tảo. Một trong những loại thuốc trừ sâu vi sinh phổ biến nhất hiện nay được chiết xuất từ chủng khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt). Bt có thể tạo ra protein gây hại cho côn trùng để bảo vệ các thực vật, đặc biệt là bắp cải, khoai tây. Nhiều loại thuốc trừ sâu vi sinh khác hoạt động bằng cách cạnh tranh quyết liệt với sinh vật gây hại.
