Se han reportado numerosos estudios sobre nanopartículas de carbono altamente fluorescentes (FCNPs) de un solo color y multicolores que provienen de diversas fuentes y sus posibles aplicaciones en bioimagen. En este trabajo, se estudiaron nanopartículas de carbono (CNPs) biocompatibles y multicolores extraídas de las hojas de palmera datilera. Las CNPs extraídas fueron caracterizadas mediante varias técnicas microscópicas y espectroscópicas. Los resultados revelaron que las CNPs eran cristalinas, grafíticas y de naturaleza hidrofílica, con tamaños que oscilaban entre 4 y 20 nm. Las CNPs desenvueltas mostraron propiedades fotoluminiscentes (PL) ejemplares. También emitieron colores azules brillantes cuando se expusieron a luz ultravioleta (UV). Además, se investigó la captación celular in vitro y la viabilidad celular en presencia de CNPs. La viabilidad celular de las líneas celulares de cáncer de colon humano (HCT-116) y adenocarcinoma de mama (MCF-7) con CNPs acuosos a diferentes concentraciones se evaluó mediante un ensayo de actividad metabólica celular (MTT) durante incubaciones de 24 y 48 horas. Los resultados se combinaron para generar curvas de respuesta a la dosis para las CNPs y evaluar la gravedad de su toxicidad. Las CNPs mostraron una fluorescencia adecuada con alta viabilidad celular para la imagenología celular in vitro. Bajo el microscopio confocal de escaneo láser, las CNPs con las líneas celulares HCT-116 y MCF-7 mostraron emisiones de fluorescencia multicolor, incluyendo colores azul, verde y rojo cuando se excitaban a 405, 458 y 561 nm, respectivamente. Estos resultados demuestran que las CNPs desenvueltas de las hojas de palmera datilera pueden ser utilizadas en diversas aplicaciones biomédicas debido a su baja citotoxicidad, fluorescencia adecuada, naturaleza ecológica y producción económica.