В настоящее время разрабатываются различные подходы и процессы на уровне атомов и молекул. Их считают модульными, эффективными и экономичными по сравнению с обычными методами.
Часто используемые технологии включают применение наночастиц, таких как серебро, медь и железо (нуль-валентное железо, или ZVI), в фотокатализаторах с наноструктурой, нанофильтрах и наноадсорбентах.

Наносистемы адсорбентов обладают уникальными физическими и химическими характеристиками для удаления металлических примесей из воды. Самыми распространенными являются углеродные нанотрубки, способные удалять из воды различные загрязнители: органические, неорганические, биологические.

Некоторые нанотехнологии используют ископаемое топливо. Например, цеолит – это природный минерал, который привлек внимание ученых благодаря своей способности захватывать большие молекулы
Особенность нанотехнологий заключается в том, что большая площадь поверхности наночастиц способствует адсорбции химических и биологических веществ, что позволяет разделять загрязнители даже в очень малых концентрациях.