Sterilisatie (of sterilisatie) in de microbiologie is een term die verwijst naar elk proces dat alle vormen van microbieel leven elimineert (verwijdert) of doodt, inclusief overdraagbare agentia (zoals schimmels, bacteriën, virussen, sporenvormen, enz.) die aanwezig zijn op een oppervlak, in een vloeistof, in medicatie of in een verbinding zoals biologische kweekmedia. Sterilisatie kan worden bereikt door de juiste combinaties van warmte, chemicaliën, bestraling, hoge druk en filtratie toe te passen.

​

Over het algemeen moeten chirurgische instrumenten en medicijnen die een reeds aseptisch deel van het lichaam binnenkomen (zoals de bloedbaan of de huid binnendringen) worden gesteriliseerd tot een hoog steriliteitsgarantieniveau, of SAL. Voorbeelden van dergelijke instrumenten zijn scalpels, injectienaalden en kunstmatige pacemakers. Dit is ook essentieel bij de vervaardiging van parenterale geneesmiddelen.

Sterilisatie als definitie maakt een einde aan alle leven; terwijl ontsmetting en desinfectie selectief en gedeeltelijk stopt. Zowel ontsmetting als desinfectie verminderen het aantal gerichte pathogene organismen tot wat als "aanvaardbare" niveaus worden beschouwd - niveaus die een redelijk gezond, intact lichaam aankan. Een voorbeeld van deze klasse van processen is pasteurisatie.

​

Onder de sterilisatiemethoden hebben we:
- Hittesterilisatie
- Chemische sterilisatie
- Stralingssterilisatie
- Steriele filtratie