El cadmio (Cd) es uno de los metales más tóxicos en el medio ambiente y tiene efectos nocivos en el crecimiento y la producción de las plantas. Las plantas que acumulan Cd mostraron un crecimiento y una productividad reducidos. Por lo tanto, la remediación de este contaminante no esencial y tóxico es un requisito previo. La metodología de fitoremediación basada en plantas se considera un enfoque seguro, ecológico y rentable para la remediación de metales tóxicos. Las plantas fitoremediadoras transportan y acumulan Cd dentro de sus raíces, tallos, hojas y vacuolas. La fitoremediación de sitios contaminados con Cd a través de plantas hiperacumuladoras demuestra ser una opción innovadora y rentable para combatir los contaminantes. Además, la eficiencia de la fitoremediación de Cd y la biodisponibilidad de Cd pueden mejorarse utilizando bacterias promotoras del crecimiento de plantas (PGPB). Las tecnologías moleculares modernas emergentes han aumentado nuestra comprensión de los procesos metabólicos involucrados en la tolerancia al Cd en cultivos cultivados regularmente y plantas hiperacumuladoras. El desarrollo de las plantas a través de herramientas de ingeniería genética, como la mejora de la absorción de metales, el transporte de metales, la acumulación de Cd y la tolerancia general al Cd, abre nuevas direcciones para la fitoremediación. En esta revisión, describimos los mecanismos fisiológicos, bioquímicos y moleculares involucrados en la fitoremediación de Cd. Además, se ha documentado un enfoque en el potencial de las estrategias ómicas y de ingeniería genética para la remediación eficiente de un entorno contaminado con Cd.