Ассимиля́ция в биологии — то же, что анаболизм, в более узком смысле — усвоение питательных веществ живыми клетками (фотосинтез, корневая абсорбция). Термин произошел от латинского слова assimilatio — уподобление. Ассимиляция является процессом, присущим всему живому, одной из сторон обмена веществ, заключается в образовании сложных веществ, составляющих организм, из более простых элементов внешней среды.
Процесс ассимиляции обеспечивает рост, развитие, обновление организма и накопление запасов, используемых в качестве источника энергии. Организмы с точки зрения термодинамики представляют собой открытые системы, могут существовать только при непрерывном притоке энергии извне. Первичным источником энергии для живой природы является солнечное излучение. Организмы, обитающие на Земле, можно разделить на две основные группы, отличающиеся использованием различных источников энергии, — автотрофные организмы и гетеротрофные организмы. Только автотрофные организмы (зеленые растения) способны непосредственно использовать лучистую энергию Солнца в процессе фотосинтеза, создавая органические соединения (углеводы, аминокислоты, белки) из неорганических веществ. Остальные живые организмы (за исключением некоторых микроорганизмов, способных добывать энергию за счёт химических реакций) ассимилируют уже готовые органические вещества, используя их как источник энергии или материала для построения своего тела. При ассимиляции белков пищи гетеротрофами происходит сначала распад белков до аминокислот, а затем снова синтез белков, присущих только данному организму. В живых организмах непрерывно происходит процесс обновления его составных частей благодаря разрушению (диссимиляции) и созиданию органических веществ — ассимиляции.
Полное обновление белков тела взрослого человека происходит приблизительно за два с половиной года. Интенсивность ассимиляции и ее соотношение с обратным процессом — диссимиляцией, или катаболизмом, — значительно отличаются как у различных организмов, так и в течение жизни одной особи. Наиболее интенсивно ассимиляция происходит в периоды роста: у животных — в молодом возрасте, у растений — в течение вегетационного периода.