موضوع آلودگی محیط زیست به یک موضوع داغ در دنیای امروز تبدیل شده است.آلودگی محیطی که عمدتاً توسط مواد شیمیایی سمی ایجاد می شود، شامل آلودگی هوا، آب و خاک است.این آلودگی نه تنها باعث از بین رفتن تنوع زیستی، بلکه تخریب سلامت انسان می شود.سطح آلودگی که روز به روز در حال افزایش است نیاز به پیشرفت های بهتر یا اکتشافات تکنولوژیکی فوری دارد.نانوتکنولوژی مزایای بسیاری را برای بهبود فناوری‌های زیست محیطی موجود و ایجاد فناوری جدید بهتر از فناوری فعلی ارائه می‌کند.از این نظر، نانوتکنولوژی دارای سه قابلیت اصلی است که می‌تواند در زمینه‌های محیط‌زیست شامل پاکسازی (بهبودی) و خالص‌سازی، تشخیص آلاینده‌ها (حسگر و تشخیص) و پیشگیری از آلودگی کاربرد داشته باشد.

در دنیای امروز که صنایع مدرن و پیشرفته شده اند، محیط ما مملو از انواع مختلفی از آلاینده های ساطع شده از فعالیت های انسانی یا فرآیندهای صنعتی است.نمونه هایی از این آلاینده ها عبارتند از مونوکسید کربن (CO)، کلروفلوئوروکربن ها (CFCs)، فلزات سنگین (آرسنیک، کروم، سرب، کادمیوم، جیوه و روی)، هیدروکربن ها، اکسیدهای نیتروژن، ترکیبات آلی (ترکیبات آلی فرار و دیوکسین)، دی اکسید گوگرد و ذراتفعالیت های انسانی، مانند احتراق نفت، زغال سنگ و گاز، پتانسیل قابل توجهی برای تغییر انتشار گازهای گلخانه ای از منابع طبیعی دارند.علاوه بر آلودگی هوا، آلودگی آب نیز ناشی از عوامل مختلفی از جمله دفع زباله، نشت نفت، نشت کودها، علف‌کش‌ها و آفت‌کش‌ها، محصولات جانبی فرآیندهای صنعتی و احتراق و استخراج سوخت‌های فسیلی است.

آلاینده ها بیشتر به صورت مخلوط در هوا، آب و خاک یافت می شوند.بنابراین، ما به فناوری نیاز داریم که بتواند آلاینده‌ها را از هوا، آب و خاک کنترل، شناسایی و در صورت امکان پاک کند.در این زمینه، فناوری نانو طیف گسترده ای از قابلیت ها و فناوری ها را برای بهبود کیفیت محیط موجود ارائه می دهد.

نانوتکنولوژی توانایی کنترل ماده در مقیاس نانو و ایجاد موادی با ویژگی‌های خاص با عملکردی خاص را ارائه می‌دهد.نظرسنجی‌ها از رسانه‌های منتخب اتحادیه اروپا (EU) خوش‌بینی نسبتاً بالایی را با توجه به نسبت شانس/خطر مرتبط با فناوری نانو نشان می‌دهد، جایی که بیشتر آنها به چشم‌انداز بهبود کیفیت زندگی و سلامت نسبت داده شده‌اند.