נושא הזיהום הסביבתי הפך לנושא חם בעולם של היום.זיהום סביבתי, הנגרם בעיקר על ידי כימיקלים רעילים, כולל זיהום אוויר, מים וקרקע.זיהום זה גורם לא רק להרס של המגוון הביולוגי, אלא גם לפגיעה בבריאות האדם.רמות הזיהום הגדלות מיום ליום זקוקות לפיתוחים טובים יותר או לגילויים טכנולוגיים באופן מיידי.ננוטכנולוגיה מציעה יתרונות רבים לשיפור טכנולוגיות סביבתיות קיימות וליצירת טכנולוגיה חדשה טובה יותר מהטכנולוגיה הנוכחית.במובן זה, לננוטכנולוגיה שלוש יכולות עיקריות שניתן ליישם בתחומי הסביבה, ביניהן ניקוי (שיקום) וטיהור, איתור מזהמים (חישה וגילוי) ומניעת זיהום.

בעולם של היום בו התעשיות עבר מודרניזציה וקידמה, הסביבה שלנו מלאה בסוגים שונים של מזהמים הנפלטים מפעילויות אנושיות או תהליכים תעשייתיים.דוגמאות למזהמים אלו הם פחמן חד חמצני (CO), כלורופלואורופחמנים (CFCs), מתכות כבדות (ארסן, כרום, עופרת, קדמיום, כספית ואבץ), פחמימנים, תחמוצות חנקן, תרכובות אורגניות (תרכובות אורגניות נדיפות ודיוקסינים), דו תחמוצת הגופרית ו. חלקיקים.לפעילויות אנושיות, כמו שריפת נפט, פחם וגז, יש פוטנציאל משמעותי לשנות פליטות ממקורות טבעיים.בנוסף לזיהום האוויר קיים גם זיהום מים הנגרם מגורמים שונים, לרבות סילוק פסולת, דליפת נפט, דליפת דשנים, קוטלי עשבים והדברה, תוצרי לוואי של תהליכים תעשייתיים ושריפה והפקה של דלקים מאובנים.

מזהמים נמצאים בעיקר מעורבים באוויר, במים ובאדמה.לפיכך, אנו זקוקים לטכנולוגיה שמסוגלת לנטר, לזהות ובמידת האפשר לנקות את המזהמים מהאוויר, המים והאדמה.בהקשר זה, הננוטכנולוגיה מציעה מגוון רחב של יכולות וטכנולוגיות לשיפור איכות הסביבה הקיימת.

ננוטכנולוגיה מציעה את היכולת לשלוט בחומר בקנה מידה ננו וליצור חומרים בעלי תכונות ספציפיות עם תפקיד ספציפי.סקרים מכלי תקשורת נבחרים של האיחוד האירופי (EU) מראים אופטימיות גבוהה יחסית ביחס לסיכויים/סיכון הקשורים לננוטכנולוגיה, כאשר רובם יוחסו לסיכוי לשיפור באיכות החיים והבריאות.