Fullstendig fjerning av alle levende mikroorganismer, inklusive bakteriesporer fra et gitt miljø. Kan oppnås ved fysikalske eller kjemiske metoder. Fysikalske metoder er behandling med varme, stråling (gammastråling, UV-stråling) eller filtrering (sterilfiltrering). Varmemetodene er flambering, gløding, koking, oppvarming i mettet vanndamp under overtrykk (autoklavering), oppvarming i tørr luft (tørrsterilisering). Kjemiske metoder er mindre brukt til sterilisering fordi få kjemiske stoffer har sikker steriliserende virkning, og de som har det, har uheldige virkninger pga. sterk kjemisk reaktivitet og irriterende eller etsende effekt. De brukes mer til desinfeksjon.