Ang isyu ng polusyon sa kapaligiran ay naging isang mainit na isyu sa mundo ngayon.Ang polusyon sa kapaligiran, na pangunahing sanhi ng mga nakakalason na kemikal, ay kinabibilangan ng hangin, tubig, at polusyon sa lupa.Ang polusyon na ito ay nagreresulta hindi lamang sa pagkasira ng biodiversity, kundi pati na rin sa pagkasira ng kalusugan ng tao.Ang mga antas ng polusyon na tumataas araw-araw ay nangangailangan ng mas mahusay na mga pag-unlad o pagtuklas ng teknolohiya kaagad.Nag-aalok ang Nanotechnology ng maraming pakinabang upang mapabuti ang mga kasalukuyang teknolohiyang pangkapaligiran at lumikha ng bagong teknolohiya na mas mahusay kaysa sa kasalukuyang teknolohiya.Sa ganitong kahulugan, ang nanotechnology ay may tatlong pangunahing kakayahan na maaaring magamit sa mga larangan ng kapaligiran, kabilang ang paglilinis (remediation) at paglilinis, ang pagtuklas ng mga kontaminant (sensing at detection), at ang pag-iwas sa polusyon.

Sa mundo ngayon kung saan ang mga industriya ay na-moderno at advanced, ang ating kapaligiran ay puno ng iba't ibang uri ng mga pollutant na ibinubuga mula sa mga aktibidad ng tao o mga proseso ng industriya.Ang mga halimbawa ng mga pollutant na ito ay carbon monoxide (CO), chlorofluorocarbons (CFCs), heavy metals (arsenic, chromium, lead, cadmium, mercury at zinc), hydrocarbons, nitrogen oxides, organic compounds (volatile organic compounds at dioxins), sulfur dioxide at mga particulate.Ang mga aktibidad ng tao, tulad ng langis, karbon at gas combustion, ay may malaking potensyal na baguhin ang mga emisyon mula sa mga likas na pinagkukunan.Bilang karagdagan sa polusyon sa hangin, mayroon ding polusyon sa tubig na dulot ng iba't ibang mga kadahilanan, kabilang ang pagtatapon ng basura, pagtapon ng langis, pagtagas ng mga pataba, herbicide at pestisidyo, mga by-product ng mga prosesong pang-industriya at pagkasunog at pagkuha ng mga fossil fuel.

Ang mga kontaminant ay kadalasang matatagpuan sa paghahalo sa hangin, tubig at lupa.Kaya, kailangan natin ng teknolohiya na kayang magmonitor, makakita at, kung maaari, linisin ang mga kontaminant mula sa hangin, tubig at lupa.Sa kontekstong ito, nag-aalok ang nanotechnology ng malawak na hanay ng mga kakayahan at teknolohiya upang mapabuti ang kalidad ng umiiral na kapaligiran.

Nag-aalok ang Nanotechnology ng kakayahang kontrolin ang bagay sa nanoscale at lumikha ng mga materyales na may mga partikular na katangian na may partikular na function.Ang mga survey mula sa napiling European Union (EU) media ay nagpapakita ng medyo mataas na optimismo na may kinalaman sa ratio ng mga pagkakataon/panganib na nauugnay sa nanotechnology, kung saan ang karamihan sa mga ito ay naiugnay sa pag-asam ng pagpapabuti sa kalidad ng buhay at kalusugan.