Los nanomateriales (NMs) sintetizados a partir de fuentes naturales han estado atrayendo una mayor atención, debido a sus ventajas intrínsecas que incluyen biocompatibilidad, propiedades sensibles a estímulos, no toxicidad, rentabilidad y características no inmunogénicas en el entorno biológico. Entre las diversas aplicaciones biomédicas, se ha logrado un avance en el desarrollo de sistemas de liberación de fármacos (DDS). La biocompatibilidad es necesaria para tratar una enfermedad de manera segura sin efectos adversos. Algunos componentes en DDS responden al entorno fisiológico, como el pH, la temperatura y el grupo funcional en el objetivo, lo que facilita la liberación dirigida de fármacos. Los DDS basados en NM se están aplicando para tratar cáncer, artritis, enfermedades cardiovasculares y enfermedades dérmicas y oftálmicas. Los nanomateriales metálicos y los puntos cuánticos de carbono se sintetizan y estabilizan utilizando moléculas funcionales extraídas de fuentes naturales. Los polímeros, mucílago y gomas, exosomas y moléculas con actividades biológicas se derivan directamente de fuentes naturales. En DDS, estos componentes funcionales se han utilizado como transportadores de fármacos, agentes de imagen, moieties de targeting y superdisintegrantes. Los extractos de plantas, residuos biológicos, biomasa y microorganismos se han utilizado como fuente natural para obtener estos NMs. Esta revisión destaca las fuentes naturales, la síntesis y la aplicación de materiales metálicos, materiales poliméricos, puntos de carbono, mucílago y gomas, y exosomas en DDS. Además, también se discuten los desafíos y las perspectivas futuras sobre el uso de recursos naturales para DDS.