Les nanotechnologies en général et la production industrielle de nanomatériaux en particulier, offrent de nombreuses voies pour diminuer la pression de l'homme sur l'environnement.
Outre la diminution de la consommation énergétique, le développement des énergies alternatives et la gestion des ressources en eau, elles vont contribuer à améliorer les processus industriels, à optimiser l'utilisation des ressources tout en limitant la production des déchets et à mettre en place des dispositifs de suivi et de détection plus fiables.
Elles vont améliorer également le traitement des pollutions, ainsi que la décontamination des sols et des eaux. Pour la dépollution de l'air, les nanotechnologies contribuent déjà à améliorer des processus de catalyse en sortie de cheminées et des pots d'échappement, voire de réacteurs d'avions. De même, elles permettraient de développer des capteurs spécifiques à intégrer en sortie de cheminées pour optimiser l'élimination des composés organiques volatils et des substances chlorées.
Le développement de la photocatalyse par des nanoparticules de dioxyde de silicium permet une destruction des polluants organiques dans l'air et l'eau par génération in situ d'oxygène radicalaire. D'origine industrielle, humaine ou naturelle, la pollution des nappes phréatiques est un problème sanitaire auquel les nanotechnologies apportent des solutions. Les techniques classiques de dépollution (pompage, traitement en surface…) sont chères. Des résultats intéressants contre des contaminants organiques et inorganiques ont déjà été obtenus avec des nanoparticules de fer et des adsorbants de taille nanométrique. Les particules de fer sont aussi étudiées pour la dégradation des polluants organiques récalcitrants (comme les hydrocarbures) et certains xénobiotiques contenus dans l'eau polluée de régions industrielles ou agricoles.