La contaminación ambiental con una miríada de elementos potencialmente tóxicos (EPT) es provocada por diversas actividades naturales y antropogénicas. Sin embargo, la revolución industrial ha aumentado la intensidad de estos elementos peligrosos y su concentración en el medio ambiente, lo que, a su vez, podría provocar riesgos ecológicos potenciales. Además, la mayoría de los EPT representan una molestia considerable para los seres humanos y afectan el suelo, los organismos acuáticos e incluso los nematodos y microbios. Esta revisión integral tiene como objetivo: (i) introducir los elementos potencialmente tóxicos; (ii) ofrecer una visión general de las principales fuentes de EPT en los principales compartimentos ambientales; (iii) resaltar brevemente los principales impactos de los EPT en los humanos, las plantas, la vida acuática y la salud del suelo; (iv) evaluar los principales métodos para abordar la contaminación causada por EPT; (v) discutir el concepto y las aplicaciones de los principales enfoques eco-tecnológicos/verde (que comprenden la fitoextracción, la rizofiltración, la fitostabilización, la fitovolatilización y la fitorremediación); (vi) resaltar el papel de los microbios en la fitorremediación bajo estrés por EPT; y (vii) iluminar el papel principal de la ingeniería genética en el avance de la fitorremediación de diversos EPT. En general, se deben desarrollar estrategias adecuadas para detener el flujo de genes hacia especies silvestres, y los problemas de biosalubridad deben ser abordados adecuadamente. Además, se deben realizar esfuerzos consistentes para abordar los principales problemas (por ejemplo, estimación de riesgos, comprensión, aceptación y viabilidad) con el fin de garantizar la implementación exitosa de programas de fitorremediación, aumentar la conciencia sobre esta tecnología verde entre el público en general y fortalecer la colaboración entre científicos, partes interesadas, industriales, gobiernos y organizaciones no gubernamentales.