La crisis climática global ha intensificado la demanda de soluciones sostenibles, posicionando la Logística Inversa (LI) como una estrategia crítica para minimizar los impactos ambientales. Al mismo tiempo, las tecnologías de la Industria 4.0 están transformando las operaciones de LI al mejorar sus procesos de recolección, transporte, almacenamiento, clasificación, reacondicionamiento, reciclaje y eliminación. Comprender los roles de estas tecnologías es esencial para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad. Este estudio emplea una revisión sistemática de la literatura, siguiendo la metodología PRISMA, para identificar las tecnologías clave de la Industria 4.0 aplicables a la LI. Se analizaron publicaciones de Scopus y Web of Science, lo que llevó al desarrollo de un marco teórico que vincula estas tecnologías con las actividades de LI. Los hallazgos destacan que tecnologías como el Internet de las Cosas (IoT), la Inteligencia Artificial (IA), el Análisis de Big Data, la Computación en la Nube y la Blockchain mejoran la LI al mejorar la trazabilidad, la automatización y la sostenibilidad. Su aplicación optimiza el tiempo de ejecución, reduce los costos operativos y mitiga los impactos ambientales. Para los sectores de transporte y manufactura, integrar las tecnologías de la Industria 4.0 en la LI puede agilizar las cadenas de suministro, mejorar la toma de decisiones y optimizar la utilización de recursos. El seguimiento inteligente, el mantenimiento predictivo y los sistemas de clasificación automatizados reducen el desperdicio y mejoran la resiliencia operativa, reforzando la transición hacia una economía circular. Al adoptar estas innovaciones, las partes interesadas pueden lograr beneficios económicos y ambientales mientras aseguran el cumplimiento normativo y la competitividad a largo plazo.