Ο όρος βιομιμητική, που επινοήθηκε από τον Otto H. Schmitt (Schmitt, 1969), αναφέρεται στη μελέτη και μίμηση των μεθόδων, μηχανισμών και διαδικασιών της φύσης. Οι δυνατότητες της φύσης συχνά ξεπερνούν την ανθρώπινη τεχνολογία, προσφέροντας έμπνευση για πιο αποδοτικές, βιώσιμες και προσαρμοστικές λύσεις (Bar-Cohen, 2005; Vincent, 2001). Οι ζωντανοί οργανισμοί λειτουργούν όχι ως ακριβή πρότυπα αλλά ως προσαρμοστικά συστήματα, ικανά για αυτο-επιδιόρθωση, εξέλιξη και βελτιστοποίηση με την πάροδο του χρόνου. Σε αντίθεση με τα ανθρώπινα προϊόντα που απαιτούν ακριβή αντιγραφή, οι βιολογικές δομές διατηρούν αποδοτικότητα και λειτουργικότητα ενώ διατηρούν μοναδικές ατομικές παραλλαγές εντός ενός είδους. Αυτή η έμφυτη προσαρμοστικότητα παρέχει ένα πολύτιμο πλαίσιο για τεχνολογικές εξελίξεις.

Ένα από τα πιο εντυπωσιακά χαρακτηριστικά των βιολογικών συστημάτων είναι η κυτταρική τους αρχιτεκτονική, η οποία επιτρέπει ανθεκτικότητα σε σφάλματα, αυτο-επιδιόρθωση και ανάπτυξη. Εάν μπορέσουμε να αναπτύξουμε βιομιμητικές δομές αποτελούμενες από αυτο-αναγεννώμενα υλικά, θα μπορούσαμε να σχεδιάσουμε προσαρμοστικές, ανθεκτικές συσκευές—μια προσέγγιση που παραδοσιακά φαινόταν επιστημονική φαντασία αλλά πλέον γίνεται όλο και πιο εφικτή με τις αναδυόμενες τεχνολογίες.

Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, η φύση έχει πειραματιστεί με αμέτρητες λύσεις στις περιβαλλοντικές προκλήσεις, βελτιώνοντας τις πιο επιτυχημένες. Αυτή η φυσική διαδικασία δοκιμής και σφάλματος έχει αποφέρει καινοτομίες στη φυσική, τη χημεία, τη μηχανική, την επιστήμη υλικών, την κινητικότητα, τα συστήματα ελέγχου και την αισθητηριακή προσαρμογή. Οι αρχές κλιμάκωσης της φύσης, από τις νανο και μικρο έως τις μάκρο και μέγα δομές, αποδεικνύουν αποδοτικότητα σε όλα τα επίπεδα. Η γενετική κωδικοποίηση και οι μηχανισμοί αυτο-αναπαραγωγής έχουν επιτρέψει στους βιολογικούς οργανισμούς να αρχειοθετούν και να μεταφέρουν τις εξελικτικές τους προόδους (Bar-Cohen, 2006).

Τα βιολογικά υλικά συχνά ξεπερνούν τα ανθρώπινα κατασκευασμένα υλικά σε αντοχή, ευελιξία και αποδοτικότητα. Για παράδειγμα, το μετάξι, το δέρμα και το μαλλί (Carlson et al., 2005) έχουν ιδιότητες ανώτερες από πολλές συνθετικές εναλλακτικές. Η δομή της κηρήθρας, που δημιουργείται φυσικά από τις μέλισσες, αποτελεί παράδειγμα της μηχανικής ιδιοφυΐας της φύσης: είναι ελαφριά αλλά εξαιρετικά ανθεκτική, εμπνέοντας εφαρμογές στην αεροδιαστημική, την αρχιτεκτονική και την επιστήμη υλικών. Ενώ αυτά τα παραδείγματα αναδεικνύουν τη βιολογική αποδοτικότητα, η πρόκληση παραμένει στη μετάφραση αυτών των σχεδίων σε ανθρώπινες τεχνολογίες με αποτελεσματικό τρόπο (Gordon, 1976).