Isu pencemaran lingkungan telah menjadi isu hangat di dunia saat ini.Pencemaran lingkungan, terutama disebabkan oleh bahan kimia beracun, meliputi pencemaran udara, air, dan tanah.Pencemaran ini tidak hanya mengakibatkan kehancuran keanekaragaman hayati, tetapi juga penurunan kesehatan manusia.Tingkat polusi yang semakin hari semakin meningkat membutuhkan perkembangan atau penemuan teknologi yang lebih baik dengan segera.Nanoteknologi menawarkan banyak keuntungan untuk meningkatkan teknologi lingkungan yang ada dan menciptakan teknologi baru yang lebih baik dari teknologi saat ini.Dalam pengertian ini, nanoteknologi memiliki tiga kemampuan utama yang dapat diterapkan di bidang lingkungan, antara lain pembersihan (remediasi) dan pemurnian, pendeteksian kontaminan (sensing and detection), dan pencegahan polusi.

Di dunia sekarang ini di mana industri telah dimodernisasi dan maju, lingkungan kita dipenuhi dengan berbagai jenis polutan yang berasal dari aktivitas manusia atau proses industri.Contoh polutan ini adalah karbon monoksida (CO), klorofluorokarbon (CFC), logam berat (arsenik, kromium, timbal, kadmium, merkuri, dan seng), hidrokarbon, nitrogen oksida, senyawa organik (senyawa organik yang mudah menguap dan dioksin), sulfur dioksida dan partikulat.Aktivitas manusia, seperti pembakaran minyak, batu bara, dan gas, memiliki potensi signifikan untuk mengubah emisi dari sumber alam.Selain pencemaran udara, ada juga pencemaran air yang disebabkan oleh berbagai faktor, antara lain pembuangan limbah, tumpahan minyak, kebocoran pupuk, herbisida dan pestisida, hasil samping proses industri dan pembakaran serta ekstraksi bahan bakar fosil.

Kontaminan sebagian besar ditemukan bercampur di udara, air dan tanah.Oleh karena itu, diperlukan suatu teknologi yang mampu memantau, mendeteksi, dan jika memungkinkan membersihkan kontaminan dari udara, air, dan tanah.Dalam konteks ini, nanoteknologi menawarkan berbagai kemampuan dan teknologi untuk meningkatkan kualitas lingkungan yang ada.

Nanoteknologi menawarkan kemampuan untuk mengontrol materi pada skala nano dan menciptakan materi yang memiliki sifat khusus dengan fungsi tertentu.Survei dari media Uni Eropa (UE) terpilih menunjukkan optimisme yang relatif tinggi sehubungan dengan rasio peluang/risiko yang terkait dengan nanoteknologi, di mana sebagian besar dikaitkan dengan prospek peningkatan kualitas hidup dan kesehatan.