Nano sözcük olarak bir fiziksel büyük gölün 1 milyarda biri anlamına gelir. Bir nanometre ise metrenin 1 milyar da birine eşit bir uzunluk birimidir. İnsanın saç telinin çapının yaklaşık 100.000 nanometre olduğu düşünülürse ne kadar küçük bir ölçekten bahsedildiği daha rahat anlaşılabilir. 20. yüzyılın başlarında maddeyi oluşturan parçacıklardan, Örneğin; elektronların hem parçacık hem de dalga gibi davrandığı yine bu ölçeklerde belirsizlik kuramının geçerli olduğu saptanmıştır. Bu temel ögelerden doğan Kuantum mekaniği sayesinde atom ve moleküller doğru olarak algılanıp anlaşılmakta, temel bilimler ve ilgili teknolojiler hızla gelişmektedir. Çok kısa bir tanım yapmak gerekirse nano bilim çok küçük boyutlarda ortaya çıkan bu yeni davranışları kuantum kuramı yardımıyla anlamamızı sağlar.
Nanoteknoloji ise ya yeni malzemeler, nanoyapılar tasarlayıp sentezlemeyi ya da mevcut Nano yapıları veya molekülleri işlevsel hale getirip onların kazandıkları olağanüstü özellikleri yeni uygulamalar da kullanmayı amaçlar. Bir başka deyişle nanoteknoloji bilinen molekülleri yeni atom ve moleküller ekleyerek işlevsel duruma sokar veya kuantum noktaları ve telleri ile tüpler gibi yapıları tasarlayıp sentezler. Bu şekilde sentezlenen yapılar çok aktif olurlar ve önemli kimyasal süreçlere aracılık ederler olağanüstü elektronik ve manyetik özellikler sergilerler. Nanoteknoloji bilinen bütün teknolojilere kıyasla çok daha fazla temel bilim ve kuramsal araştırmalara gereksinim duyar.
Ünlü fizikçi Feynman’ın nanoteknoloji hakkında söylediği sözleri kısaca şunlardır: “Yeni bir alan tanımlamak istiyorum bu alanda çok az şey yapıldı, ama çok şey yapılabilir. Sözünü etmek istediğim şey nesnelerin küçük boyutlarda yönlendirilmesi ve kontrol edilmesi. Neden Brittanica Ansiklopedisi’nin 24 cildi birden bir toplu iğnenin başına yazmayalım? Tek yapılması gereken ansiklopedide ki yazıların boyutlarını 25 bin kere küçültülmesidir. Bu fizik olarak mümkündür.