La producción de hidrógeno mediante fermentación oscura se ve limitada por desafíos como el bajo rendimiento de hidrógeno y la inestabilidad operativa. Las nanopartículas magnéticas (MNP) han surgido como aditivos prometedores para mejorar la producción de biohidrógeno debido a sus características fisicoquímicas únicas, como una alta área de superficie específica, excelente conductividad eléctrica y reciclabilidad magnética inherente. Esta revisión compara sistemáticamente los mecanismos de mejora de las MNP en dos sistemas microbianos distintos: cultivos puros y cultivos mixtos. En cultivos puros, las MNP funcionan principalmente a niveles celular y molecular a través de lo siguiente: (1) sirviendo como fuentes de liberación sostenida de cofactores metálicos esenciales como Fe y Ni para promover la síntesis y activación de hidrogenasas; (2) actuando como portadores de electrones eficientes que facilitan la transferencia de electrones intracelular y extracelular; y (3) redirigiendo el metabolismo central del carbono hacia la fermentación tipo acetato de alto rendimiento de hidrógeno. En cultivos mixtos, que son más representativos de aplicaciones prácticas, las MNP operan a nivel ecológico a través de lo siguiente: (1) modificando nichos microambientales para ejercer presión selectiva que enriquece las bacterias productoras de hidrógeno, como Clostridium; (2) formando redes conductivas que promueven la transferencia directa de electrones entre especies y fortalecen el metabolismo sintrofico; y (3) mejorando la robustez del sistema a través de la adsorción de toxinas y el amortiguamiento del pH. A pesar de las mejoras fenomenológicas prometedoras, persisten importantes lagunas de conocimiento, incluidas las relaciones estructura-actividad poco claras de las MNP, la cuantificación insuficiente de las vías de transferencia de electrones, los mecanismos regulatorios genéticos desconocidos y los efectos magnetobiológicos pasados por alto. La investigación futura debería integrar el monitoreo electroquímico, análisis multi-ópticos y técnicas de caracterización avanzadas para profundizar en la comprensión mecanicista de las interacciones entre nanomateriales y microbios. Esta revisión tiene como objetivo proporcionar perspectivas teóricas y estrategias prácticas para desarrollar sistemas híbridos eficientes y sostenibles de MNP-microorganismos para la producción escalable de biohidrógeno.