膨润土因具有吸附性、阳离子交换性、膨胀性等优良性能，在环保领域发挥着重要作用。在废水处理方面，粉末状膨润土因比表面积大、吸附性能和离子交换性能优良，能处理多种废水。比如对含重金属离子废水，它通过蒙脱石层间阳离子与重金属离子的交换作用去除离子；对印染废水，改性膨润土以物理吸附为主进行脱色处理 。不过，粉状膨润土的吸水膨胀性和黏结性会使粉土黏结团聚，降低吸附效果并产生二次污泥，所以常制成球粒、条型或蜂窝型吸附砖等形状使用。

在垃圾填埋场，膨润土防水毯是重要的防渗和液压屏障材料。它由膨润土颗粒平铺在两种土工织物间，通过针刺等工艺制成，能有效阻止污染物进入地下水，防止有毒气体挥发，在减少垃圾对环境危害方面效果显著 。此外，膨润土还可用于土壤修复，改良风沙土的保水能力和物理性质，在沙漠化防治及风沙土改良中成本低于传统防风固沙措施，且避免了化学固沙带来的二次污染，在生态修复中潜力巨大 。随着环保要求的提高，膨润土在环保领域的应用前景将更加广阔。