Un electrodo de carbon vitreo se modificó con un ensamble nanoestructurado de nanotubos de carbono de capa múltiple y quitosano (MWCNT-Chit) para la detección de iones cadmio (II) en medio acuoso. Utilizando voltamperometría cíclica (CV) y espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), se caracterizó el arreglo. La optimización de diferentes parámetros para la detección electroquímica de iones cadmio se realizó mediante voltamperometría de onda cuadrada (SWV). Los resultados mostraron un limite de detección de 0.09 μg L^-1 y un límite de cuantificación de 0.29 μg L^-1. Así mismo, se evaluó la detección de Cd(II) en presencia de otros iones tóxicos de metales pesados: Pb(II) y Co(II) 30 μg L^-1 y Hg(II) 100 μg L^-1, demostrando una excelente selectividad. Este arreglo, junto con la voltamperometría de onda cuadrada, constituye una perspectiva prometedora para futuras investigaciones en la detección simultanea iones metálicos tóxicos, con límites de detección a nivel ultra traza.