Thảm họa sinh học là sự bùng phát dịch bệnh hoặc sự lây lan của thực vật và động vật ở cấp độ dịch hoặc đại dịch hoặc sự xâm nhập của đời sống động vật hoặc côn trùng ở cấp độ dịch hoặc đại dịch. Ví dụ về thảm họa sinh học bao gồm dịch tả và cúm H1N1 (cúm lợn).
Thảm họa sinh học cấp dịch ảnh hưởng đến số lượng lớn người dân trong một cộng đồng hoặc khu vực nhất định, trong khi thảm họa sinh học cấp đại dịch ảnh hưởng đến một khu vực lớn hơn nhiều, đôi khi kéo dài toàn bộ lục địa hoặc toàn cầu. Dịch tả là một thảm họa sinh học cấp dịch, trong khi dịch tả lợn là một đại dịch. Các ví dụ dịch bệnh khác bao gồm Ebola, sốt xuất huyết, sốt rét và bệnh sởi.
Trung tâm Kiểm soát Dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC) phân loại các mối nguy sinh học có thể gây ra thảm họa sinh học thành bốn cấp độ. Chúng được phân loại là mức độ an toàn sinh học 1-4 hoặc BSL 1-4. BSL 1 chứa các loại vi rút như thủy đậu và chỉ cần sử dụng khăn che mặt và găng tay để bảo vệ khỏi lây nhiễm.
BSL 2 chứa các bệnh và vi rút thường không lây nhiễm trong không khí, chẳng hạn như viêm gan và HIV. BSL 2 thực hiện các biện pháp phòng ngừa nghiêm ngặt hơn trong môi trường phòng thí nghiệm vì mục đích an toàn, bao gồm cả việc sử dụng nồi hấp để khử trùng và tủ an toàn sinh học.
BSL 3 bao gồm các bệnh gây ra phản ứng có thể gây tử vong ở người và yêu cầu các quy trình an toàn nghiêm ngặt hơn nhiều trong phòng thí nghiệm. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng mặt nạ phòng độc để ngăn ngừa nhiễm trùng trong không khí. Mối nguy sinh học trong nhóm này thường có vắc xin hoặc phương pháp điều trị đã biết.
BSL 4 chứa các mối nguy sinh học có khả năng gây tử vong cho con người mà không có phương pháp điều trị hoặc vắc xin nào được biết đến. An toàn trong phòng thí nghiệm bao gồm việc sử dụng các bộ quần áo bảo hộ toàn thân.