生物兵器（せいぶつへいき）とは、細菌やウイルス、あるいはそれらが作り出す毒素などを使用し、人や動物に対して使われる兵器のこと。国際法（ジュネーヴ議定書）で使用が禁止されている。化学兵器と合わせて貧者の核兵器と言われる。
主なところでは天然痘ウイルスや炭疽菌、ボツリヌス毒素などがある。 治療法があって自分の身を守りつつ敵国にダメージを与えられる細菌やウイルスが適しているため、治療法が確立していないものは、あまり生物兵器に適さない。
使用方法は、多種多様であり、砲弾や弾道ミサイルの弾頭に装填する方法、航空機などより噴霧する方法などがある。
なお、SFやゲームなどの作品において、直接的な戦闘能力を持たせた軍事用の生命体のことを生物兵器やB.O.W.と呼称する事がある。
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またオカルト・都市伝説・陰謀論の世界ではエイズやSARSは人口削減のための生物兵器だといわれている。
核兵器などに比べて簡単に入手ができ（失敗したとはいえ、民間のオウム真理教が炭疽菌を培養して散布した）、与える被害が大きいことや以下の特徴からテロリストなどに使われることが危惧されている。