La biomímesis (de bio, "vida", y mimesis, "imitar"), también conocida como biomimética o biomimetismo, es la ciencia que estudia a la naturaleza, como fuente de inspiración de tecnologías innovadoras, para resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ha resuelto, a través de modelos de sistemas (mecánica) o procesos (química), o elementos que imitan o se inspiran en ella.
Biomímesis es el término más utilizado en literatura científica e ingeniería para hacer referencia al proceso de entender y aplicar a problemas humanos soluciones procedentes de la naturaleza, en forma de principios biológicos, de biomateriales de cualquier otra índole. La naturaleza, el universo, le lleva al ser humano millones de años de ventaja en cualquier campo; es por ello que es más ventajoso copiarla que intentar superarla, como es el caso del kevlar, semejante a biotejidos como la seda de araña. Otro ejemplo simple es la cabeza tractora de ciertos trenes de alta velocidad cuya forma aerodinámica se basa en la cabeza de ciertas especies de aves. 
Actualmente, campos emergentes de la ciencia, como la nanotecnología y la ingeniería biomédica, están utilizando métodos de síntesis novedosos en el intento de imitar la síntesis de autoensamblaje con altos rendimientos que la naturaleza ha desarrollado durante millones de años.