Nanoteknoloji metrenin 1 milyarda biri yani nanometre büyüklükler ile uğraşan yeni bir teknoloji olarak tanımlanıyor. Bir atomun çapı da nanometrenin ondalıkları ile ölçülebilmektedir. Malzemenin büyüklüğü nanometre ölçütlerine inince kuantum davranışlar bilinen klasik davranışların yerini almakta fiziksel özellikleri kesikli bir değişim göstermeye başlamaktadır. Kimyasal ve fiziksel özellikler yapının büyüklüğüne ve atom yapısının ayrıntılarını dışarıdan sisteme bağlanan yabancı bir atomun cinsine ve yerine göre çok farklı davranışlar sergilemektedir. Örneğin karbon atomlarından oluşan Elmas kristali iyi bir yalıtkan olduğu halde 1 boyutlu karbon atom zinciri altın ve gümüş zincirlerinden bile daha iyi bir iletken olabilmektedir. Nanometre boyutlarında altın topakları başka maddelerle çok aktif reaksiyonlara girebilmektedir.
Şimdi çok kısa bir tanım gerekirse nanobilim nanometre ölçütlerinde ortaya çıkan bu yeni davranışları kuantum kuramı yardımı ile anlamamızı sağlar. Nanoteknoloji ise ya yeni nanoyapılar tasarlayıp sentezlemeyi yada nanoyapılara yeni atom ve moleküller ekleyerek onları yeni kullanım alanları için daha işlevsel duruma getirmeyi amaçlar. Bilinen bütün teknolojilere kıyasla nanoteknoloji çok daha fazla temel bilime ve kuramsal araştırmalara gereksinim gösterir.