En el presente trabajo se sintetizaron diferentes sistemas de puntos cuánticos de carbono (Carbon quantum dots “CQDs”) utilizando el método hidrotermal, abordando de manera inicial un sistema de CQDs desnudos, presentes en soluciones coloidales, posteriormente dos sistemas obtenidos al modificar la superficie con polietilenglicol (PEG -CQDs) y quitosano (Ch-CQDs). En donde el último sistema, consiste en una síntesis dual de un material compuesto Fe3O4-CQDs con matriz de magnetita y reforzante de CQDs en fase sólida y en fase líquida una solución coloidal de partículas de carbono con iones Fe3+, Fe2+. Na+ y Cl- (LCQDs). Para la caracterización estructural y composición en los diferentes sistemas de CQDs, se emplearon las técnicas de Microscopia Electrónicas de Transmisión (MET) en los CQDs, PEG-CQDs y Ch-CQDs y Microscopía Electrónica de Barrido para los compuestos Fe3O4CQDs para la determinación de la morfología y tamaños de las partículas; difracción de rayos X (DRX) en los CQDs y Fe3O4-CQDs obteniendo información sobre la estructura y su modificación así como espectroscopia infrarroja por la transformada de Fourier y espectroscopia Raman para inferir sobre la interacción de los grupos orgánicos en la superficie de todos los sistemas obtenidos. La evaluación de las propiedades ópticas de los diferentes sistemas de CQDs obtenidos se realizó mediante técnicas de caracterización como espectroscópicas de fotoluminiscencia (FL) y absorbancia ultravioleta-visible (UV-Vis). Por FL se obtuvo las ventanas de emisión, es decir, la dependencia de la longitud de onda de emisión con respecto a la longitud de onda de excitación teniendo emisiones del color violeta hasta verde, para los CQDs, los PEGCQDs y Ch-CQDs presentan emisiones del azul-cian hasta el verde, los Fe3O4-CQDs en comparación con los otros sistemas se recorre hasta el verde y amarillo, por último, los LCQDs presentan emisión en los 7 colores del espectro visible. Los diferentes sistemas de CQDs presentan diferentes longitudes de emisión máximas, teniendo para los CQDs una emisión a 508 nm con una excitación de 460 nm, los PEG-CQDs fueron excitado a una longitud de onda de 440 nm y presentaron una emisión a los 514 y 527 nm, los Ch-CQDs mostraron mayor intensidad al ser excitadas a una longitud de onda de 440 nm con respuesta de emisión los 507 nm, en el sistema Fe3O4-CQDs exhibieron una emisión a los 530 y 547 i nm al ser excitados a los 480 nm y por último, los L-CQDs tienen emisión a los 466 y 540 nm al ser excitados a los 380 nm. Mediante la caracterización por UV-Vis se terminaron las longitudes de absorción de los sistemas de CQDs dichos valores rondan entre los 200 a los 300 nm. Para su aplicación en la generación de bioimagenes se analizó la viabilidad celular con respecto al material en líneas celulares CP3 (cáncer de próstata) a diferentes tiempos de incubación de 2, 12 y 24 h mediante ensayos MTT en el compuesto Fe3O4-CQDs obteniendo mejores resultados en la citotoxicidad a menor cantidad de carbono en material. Los sistemas CQDs obtenidos presentan propiedades ópticas sintonizables según su composición y superficie, destacando los L-CQDs por su amplia ventana de emisión y los Fe3O4-CQDs por su potencial uso en aplicaciones biomédicas como agentes de contraste para bioimagenología, gracias a su combinación de propiedades luminiscentes y magnéticas, junto con una baja citotoxicidad.