Η βιολογική παρακολούθηση των εργαζομένων αποτελεί σημαντική διαδικασία αξιολόγησης της έκθεσης σε χημικούς παράγοντες. Βασίζεται στην ανάλυση βιολογικών δειγμάτων όπως αίμα, ούρα ή άλλα κατάλληλα βιολογικά υγρά, από εργαζόμενους που εκτίθενται σε επικίνδυνες ουσίες κατά την εργασία τους. Η αξιολόγηση της έκθεσης πραγματοποιείται μέσω του προσδιορισμού των μεταβολιτών των χημικών ουσιών μέσω έγκυρων και επιστημονικά τεκμηριωμένων εργαστηριακών αναλυτικών μεθόδων στα βιολογικά δείγματα των εκτιθέμενων εργαζομένων. Η βιολογική παρακολούθηση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για την επιβεβαίωση της αποτελεσματικότητας των μέτρων πρόληψης και ελέγχου που εφαρμόζονται στο πλαίσιο της εκτίμησης επαγγελματικού κινδύνου. Μέσω αυτής μπορεί να διαπιστωθεί εάν υπάρχει απουσία ή σημαντική μείωση της συστηματικής απορρόφησης χημικών ουσιών από τους εργαζομένους. 
Ως Βιολογικοί Δείκτες Έκθεσης (Biological Exposure Indices- BEI) ορίζονται οι τιμές αναφοράς  της συγκέντρωσης διαφόρων ουσιών ή των προϊόντων βιομετατροπής τους σε βιολογικά υγρά όπως ούρα ή αίμα ή τα αποτελέσματα της τοξικής δράσης στα διάφορα βιολογικά συστήματα του οργανισμού, όρια κάτω από τα οποία δεν βλάπτεται η υγεία ή δεν επηρεάζεται η ευεξία σχεδόν όλων των εργαζομένων. Με άλλα λόγια, η κατανόηση της σχέσης μεταξύ της «εσωτερικής δόσης» και των πιθανών επιπτώσεων στην υγεία οδήγησε στον καθορισμό ανεκτών συγκεντρώσεων ορισμένων ουσιών σε βιολογικά δείγματα, δηλαδή συγκεντρώσεων που με τα υπάρχοντα δεδομένα δεν παρουσιάζουν επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Υπέρβαση της τιμής του βιολογικού δείκτη έκθεσης δεν σημαίνει πάντοτε άμεση βλάβη της υγείας, αλλά αποτελεί ένδειξη αυξημένης έκθεσης και απαιτεί περαιτέρω διερεύνηση, επανεκτίμηση του κινδύνου και ενδεχομένως λήψη πρόσθετων μέτρων προστασίας.
Για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιούνται διεθνώς αναγνωρισμένα συστήματα αναφοράς και δείκτες βιολογικής έκθεσης. Ενδεικτικά, η Αμερικανική Εταιρία Κυβερνητικών Υγιεινολόγων Βιομηχανίας (ACGIH) δημοσιεύει τους δείκτες με την ονομασία «BEIs» (Biological Exposure Indices) ενώ η Γερμανική Ερευνητική Κοινότητα (DFG) με την ονομασία «BAT» (Biologische Arbeitsstofftoleranzwerte in Blut und Urin). Στη Γερμανία οι δείκτες BAT αναφέρονται ως τιμές βιολογικής ανοχής και εκφράζουν τη μέγιστη επιτρεπτή ποσότητα μιας χημικής ένωσης, των μεταβολιτών της ή οποιαδήποτε παρέκκλισης από το φυσιολογικό των βιολογικών παραμέτρων που προκαλείται από τις αυτές τις ουσίες στα εκτιθέμενα άτομα. Στο Ηνωμένο Βασίλειο τα επίπεδα της επαγγελματικής έκθεσης για αερογενείς χημικές ουσίες δημοσιεύονται από το HSE (Health and Safety Executive) EH40, όπου ένα τμήμα αυτού του οδηγού αφορά την βιολογική παρακολούθηση των εργαζομένων.