La fabricación de nanopartículas de ZnO (NPs) a través de un proceso verde ha recibido una enorme atención por su aplicación en biomedicina. Aquí, se informa sobre una ruta verde simple y rentable para la síntesis de nanocompuestos de ZnO dopados con ZrO/reducción de óxido de grafeno (ZnO/ZrO/rGO NCs) utilizando extracto de rizoma de jengibre. Nuestro objetivo era mejorar el rendimiento anticancerígeno de los ZnO/ZrO/rGO NCs sin toxicidad para las células normales. La preparación de NPs de ZnO puro, ZnO/ZrO NCs y ZnO/ZrO/rGO NCs fue confirmada por microscopía electrónica de transmisión (TEM), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de rayos X por dispersión de energía (EDS), difracción de rayos X (XRD), fotoluminiscencia (PL) y dispersión dinámica de luz (DLS). Los espectros de XRD de los ZnO/ZrO/rGO NCs exhibieron dos conjuntos distintos de picos de difracción, la estructura wurtzita de ZnO y las fases de ZrO (monoclínica + tetragonal). Los datos de SEM y TEM muestran que las partículas de ZnO dopadas con ZrO estaban distribuidas uniformemente en las láminas de rGO con una excelente calidad de franjas de red sin alteraciones. La intensidad de los espectros de PL y el tamaño de las partículas de ZnO disminuyeron después de la dopación con ZrO y la adición de rGO. Los datos de DLS demostraron que las muestras preparadas de forma verde muestran una excelente estabilidad coloidal en suspensión acuosa. Los resultados biológicos mostraron que los ZnO/ZrO/rGO NCs exhiben una eficacia anticancerígena aproximadamente 3.5 veces mayor en células de cáncer de pulmón humano (A549) y cáncer de mama (MCF7) que las NPs de ZnO. Un enfoque mecanicista sugirió que la respuesta anticancerígena de los ZnO/ZrO/rGO NCs fue mediada a través del estrés oxidativo, evidente por la inducción del nivel de especies reactivas de oxígeno intracelular y la reducción del nivel de glutatión. Además, las nanostructuras preparadas de forma verde muestran buena cito compatibilidad en líneas celulares normales; fibroblastos pulmonares humanos (IMR90) y células epiteliales de mama (MCF10A). Sin embargo, la cito compatibilidad de los ZnO/ZrO/rGO NCs en células normales fue mejor que la de las NPs de ZnO puro y los ZnO/ZrO NCs. El potencial anticancerígeno aumentado y la mejorada cito compatibilidad de los ZnO/ZrO/rGO NCs se debieron a la sinergia beneficiosa mediada por el extracto de jengibre entre ZnO, ZrO y rGO. Esta nueva investigación enfatiza la importancia de la síntesis de NCs basadas en ZnO mediada por hierbas medicinales para la investigación biomédica.