Derrames de petróleo são uma das principais fontes de poluição da água causando enormes danos ambientais e destruição econômica. Eles perturbam o quadro ecológico dos oceanos e outros corpos de água causando grandes perdas para a biodiversidade aquática. O risco associado aos derrames de petróleo levanta muitas questões políticas sobre o transporte seguro de volumes de petróleo. A remoção eficiente desses derramamentos é uma necessidade absoluta para a proteção do ambiente e da vida oceânica. Estratégias de resposta onshore e offshore com sistemas de monitoramento contínuo devem ser aplicadas no local do derramamento para minimizar os impactos prejudiciais ao ambiente e à saúde humana. As tecnologias de remediação atualmente utilizadas ainda não são eficazes para restaurar completamente o ambiente marinho poluído à sua ecologia normal. A nanotecnologia está provando ser uma ferramenta valiosa na limpeza destes derramamentos ou vazamentos de óleo na água, utilizando nanomateriais magnéticos como nanopartículas de óxido de ferro super-paramagnético funcionalizadas (SPIONs), nanocompósitos magnéticos e nano tubos magnéticos de carbono (CNTs). A funcionalização de nanopartículas utilizando diferentes moieties funcionais, como moléculas orgânicas não-poliméricas e inorgânicas, polímeros e polissacáridos, confere-lhes características inovadoras como maior capacidade de adsorção e alta eficiência na remoção de óleo. Inúmeras pesquisas têm surgido no desenvolvimento de novas medidas para mitigar os perigosos impactos dos derramamentos de óleo. A presente revisão enfatiza os impactos ambientais de grandes derramamentos de petróleo no mundo marítimo. Este trabalho também compila as pesquisas realizadas por vários pesquisadores e cientistas na remoção do óleo derramado da água usando nano-adsorventes magnéticos.