Los derrames de petróleo marinos son una de las principales fuentes de contaminación del agua que causan enormes daños ambientales y destrucción económica. Perturban el marco ecológico de los océanos y otras masas de agua causando grandes pérdidas a la biodiversidad acuática. El riesgo asociado a los vertidos de petróleo plantea muchas cuestiones políticas sobre el transporte seguro de volúmenes de petróleo. La eliminación eficaz de estos vertidos es una necesidad absoluta para la protección del medio ambiente y la vida en los océanos. En el lugar del vertido deben aplicarse estrategias de respuesta a los hidrocarburos, tanto en tierra como en alta mar, con sistemas de vigilancia continua, para minimizar los efectos nocivos para el medio ambiente y la salud humana. Las tecnologías de remediación utilizadas en la actualidad aún no son eficaces para devolver al medio marino contaminado su ecología normal. La nanotecnología está demostrando ser una herramienta valiosa en la limpieza de estos vertidos o fugas de petróleo en el agua mediante la utilización de nanomateriales magnéticos, como las nanopartículas de óxido de hierro superparamagnéticas funcionalizadas (SPION), los nanocompuestos magnéticos y los nanotubos de carbono magnéticos (CNT). La funcionalización de las nanopartículas mediante el uso de diferentes motivos funcionales, como moléculas orgánicas no poliméricas e inorgánicas, polímeros y polisacáridos, les confiere características novedosas, como una mayor capacidad de adsorción y una elevada eficacia de eliminación de aceites. Han surgido innumerables investigaciones para desarrollar nuevas medidas para mitigar los peligrosos impactos de los vertidos de petróleo. La presente revisión hace hincapié en los impactos ambientales de los principales vertidos de petróleo en el mundo marítimo. Este trabajo también recopila las investigaciones llevadas a cabo por varios investigadores y científicos en la eliminación del petróleo derramado del agua utilizando nanoadsorbentes magnéticos.