La contaminación por metales pesados en aguas residuales es una preocupación significativa para la salud humana y el medio ambiente, lo que ha llevado a un aumento de los esfuerzos para desarrollar métodos de eliminación eficientes y sostenibles. A pesar de los esfuerzos significativos en las últimas décadas, siguen siendo vitales las iniciativas de investigación para abordar de manera integral el rendimiento a largo plazo y la escalabilidad práctica de varios métodos de adsorción y adsorbentes para la remediación de metales pesados. Este artículo tiene como objetivo proporcionar una visión general de los mecanismos, la cinética y las aplicaciones de diversos adsorbentes en la remediación de efluentes contaminados por metales pesados. Los procesos físicos y químicos, incluidos el intercambio iónico, la complejación, la atracción electrostática y la precipitación en superficie, desempeñan roles esenciales en la adsorción de metales pesados. La cinética de adsorción, influenciada por factores como el tiempo de contacto, la temperatura y la concentración, impacta directamente en la tasa y efectividad de la eliminación de metales. Esta revisión presenta un análisis exhaustivo de los diversos adsorbentes, categorizados como carbón activado, adsorbentes biológicos, materiales a base de residuos agrícolas y nanomateriales, que poseen ventajas y desventajas distintas relacionadas con su área de superficie, porosidad, química de superficie y concentración de iones metálicos. Para superar los desafíos planteados por la contaminación por metales pesados, es necesaria una investigación adicional para optimizar el rendimiento de los adsorbentes, explorar nuevos materiales y idear soluciones sostenibles y rentables. Esta visión general completa de los mecanismos de adsorción, la cinética y los diversos adsorbentes sienta las bases para futuras investigaciones e innovaciones en el diseño de sistemas de adsorción optimizados y el descubrimiento de nuevos materiales para la remediación sostenible de metales pesados en aguas residuales.