La búsqueda de nuevos materiales a nanoescala para diferentes aplicaciones requiere que sean fáciles de obtener y que tengan excelentes propiedades físicas y baja toxicidad. Además, considerando el impacto ambiental continuo de los productos químicos nocivos, es importante adoptar enfoques ecológicos para la síntesis de nanopartículas. En este trabajo, se empleó un polímero natural (quitosano de peso molecular medio) derivado de la quitina como agente reductor para obtener nanopartículas de oro (AuNPs) con una cubierta de quitosano (AuNPs@CS) mediante un horno de microondas. El quitosano es económicamente viable y competitivo en el mercado, mostrando también un comportamiento no tóxico en el medio ambiente y en los organismos vivos. Las AuNPs@CS-FITC sintetizadas fueron completamente caracterizadas mediante técnicas de caracterización espectroscópica y microscópica. La distribución de tamaño de las nanopartículas fue de aproximadamente 15 nm, que es una dimensión adecuada para su uso en aplicaciones biomédicas debido a su alta penetración en los tejidos, gran circulación en la sangre y óptima eliminación, así como baja toxicidad. Las nanopartículas recubiertas de polímero preparadas fueron además funcionalizadas con una molécula fluorescente, es decir, Fluoresceína-5-isotiocianato (FITC), para realizar imágenes en la célula. Los resultados destacaron la bondad del procedimiento de síntesis, así como la alta tasa de internalización que resultó en una intensidad de fluorescencia óptima. Así, este trabajo presenta un buen enfoque sostenible/verde mediado por un nanocompuesto polimérico para diversas aplicaciones en el campo de la imagenología diagnóstica.