La urbanización e industrialización incesantes han resultado en la producción y descarga continua de varios contaminantes en el medio ambiente, alterando su equilibrio y representando un alto riesgo para la salud de los organismos vivos. Para restaurarlo, se están explorando continuamente nuevos materiales avanzados para la remediación de flujos de gas, suelos contaminados, agua, aguas residuales, aguas subterráneas y desechos industriales. Los nanomateriales a base de carbono (CNMs), incluidos los puntos cuánticos, nanotubos, fulerenos y grafeno, han mostrado una efectividad sobresaliente en la descontaminación del medio ambiente a través de varios procesos. Los nanotubos de carbono (CNTs), debido a sus características y arquitectura inigualables, cuando se incluyen en absorbentes, membranas de filtración, sensores de gas, etc., han mejorado significativamente la eficiencia de estas tecnologías en la detección y/o eliminación de xenobióticos inorgánicos, orgánicos y gaseosos, así como patógenos del aire, suelo y matrices acuosas. Además, las membranas basadas en CNT han mostrado un potencial significativo para la desalinización de agua de manera eficiente, rápida y con bajo consumo de energía. Sin embargo, a pesar de que los CNT sirven como instrumentos muy potentes para la detoxificación ambiental, su utilización extensa podría, paradójicamente, ser altamente nociva para el medio ambiente y, por ende, para los humanos, debido a su toxicidad. La funcionalización de los CNT (F-CNTs), además de mejorar aún más su capacidad de absorción y selectividad, ha incrementado su hidrofobicidad, minimizando así su toxicidad y efectos carcinogénicos. En este escenario, esta revisión tiene como objetivo proporcionar evidencia tanto del enorme potencial de los CNT en la remediación ambiental sostenible como de los peligros preocupantes para el medio ambiente y los organismos vivos que podrían derivarse de su utilización extensa y descontrolada. Para ello, se presenta primero una introducción a los CNT, incluida su producción ecológica a partir de biomasa. Se proporcionan varios informes de literatura sobre la posible utilización de los CNT para la remediación ambiental, su potencial toxicidad debido a la acumulación ambiental y los desafíos de su regeneración utilizando varias herramientas amigables para el lector, para captar mejor la atención de los lectores y facilitar la lectura.