La contaminación por metales pesados es un problema ambiental que crece gradualmente y que dificulta el crecimiento y desarrollo de las plantas, además de desestabilizar el suelo. En consecuencia, los métodos de fitorremediación ecológicos han ganado terreno, con los cultivos energéticos surgiendo como una solución particularmente efectiva. Los cultivos energéticos no solo proporcionan materiales vegetales de alta calidad para la desintoxicación y remedio de la contaminación por metales pesados, sino que también poseen propiedades energéticas propicias para la producción de biocombustibles. Por lo tanto, este documento profundiza en el mecanismo de tolerancia de los cultivos energéticos hacia la toxicidad por metales pesados, elucidando procesos como la inhibición mediada por complejos de raíces de la migración de metales y la respuesta a especies reactivas de oxígeno (ROS) a través de proteínas relacionadas con metales pesados, sistemas enzimáticos, especies reactivas de nitrógeno (RNS) y hormonas. Además, resume los mecanismos de remediación de metales pesados de los cultivos energéticos, incluyendo la absorción, translocación, quelación, inmovilización y secuestro. Este documento explora las aplicaciones de los cultivos energéticos en la remediación de la contaminación por metales pesados, enfatizando los métodos para una remediación eficiente con biocarbón y generación de biocombustibles. Además, se esbozan los posibles desafíos en el uso de cultivos energéticos para la remediación de la contaminación por metales pesados. Al examinar sistemáticamente los mecanismos de funcionamiento y las aplicaciones prospectivas de los cultivos energéticos en la biorremediación de la contaminación por metales pesados, este documento sirve como una referencia valiosa tanto para la investigación como para la implementación práctica en este campo.