Биосурфактанты — это поверхностно‑активные вещества, вырабатываемые микроорганизмами (бактериями, дрожжами). К распространённым типам относятся рамино‑липиды, софоролипиды и липопептиды. Их ключевой механизм повышения нефтеотдачи заключается в значительном снижении межфазного натяжения между нефтью и водой. Межфазное натяжение между сырой нефтью и пластовой водой обычно велико, из‑за чего остаточная нефть в порах ведёт себя как несжимаемые капли и плохо вытесняется. Молекулы биосурфактантов адсорбируются на границе раздела нефть‑вода: гидрофильные фрагменты ориентируются в сторону воды, гидрофобные — в нефть, что ослабляет межмолекулярные силы и снижает межфазное натяжение с порядка 10⁻¹ мН/м до 10⁻³ мН/м и ниже. Это облегчает деформацию и мобилизацию капель нефти и их вынос вытесняющей жидкостью.

Кроме того, биосурфактанты меняют смачиваемость пород: полярные компоненты нефти могут делать поверхность пород более олеофильной и усиливать прилипаемость нефти. Адсорбция биосурфактантов на поверхности пор изменяет её обратно в гидрофильную, облегчая отделение масляных плёнок и их перемещение водным потоком.

По сравнению с химически синтезированными ПАВ биосурфактанты обладают лучшей биоразлагаемостью и экологической совместимостью. Их можно производить in‑situ микроорганизмами или вводить напрямую в пласт, и они сохраняют работоспособность в экстремальных условиях, расширяя области применения. Полевые примеры показывают эффективность биосурфактантов в тяжёлых и низкопроницаемых месторождениях, предоставляя «зелёный» путь увеличения коэффициента извлечения нефти.