Η «νανοκατασκευή» αναφέρεται στην κατασκευή δομών με μεγέθη χαρακτηριστικών μετρούμενων σε νανόμετρα, ειδικά κάτω από 20 νανόμετρα σε μια πλευρά. Η τρέχουσα τεχνολογία επιτρέπει κυρίως τη νανοκατασκευή μόνο με δισδιάστατη έννοια. Ένα σημαντικό υποσύνολο της τρέχουσας νανοκατασκευής είναι οι τεχνολογίες που εμπίπτουν στην αρμοδιότητα της νανολιθογραφίας, η οποία ουσιαστικά σημαίνει απλώς «γραφή σε νανοκλίμακα» και συνεπάγεται ένα δισδιάστατο αποτέλεσμα. Υπό αυτή την έννοια, ακόμη και η συμβατική φωτολιθογραφία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή τσιπ υπολογιστών είναι τεχνικά νανοκατασκευή, καθώς τα μεγέθη χαρακτηριστικών μετρώνται σε εκατοντάδες νανόμετρα. Ωστόσο, η «νανοκατασκευή» τείνει να αναφέρεται σε νεότερες και πιο σύγχρονες προσεγγίσεις.
Η συμβατική φωτολιθογραφία, ο βασικός άξονας της βιομηχανίας υπολογιστών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία χαρακτηριστικών με διαστάσεις τόσο μικρές όσο 22 nm, αν και είναι πολύ ακριβό και δεν θεωρείται επί του παρόντος οικονομικά αποδοτικό. Πιο τυπικά, τα σχέδια έχουν μεγέθη χαρακτηριστικών περίπου 193 nm ως κατώτερο όριο. Εν αναμονή των φυσικών ορίων με τη φωτολιθογραφία, οι εταιρείες υπολογιστών έχουν επενδύσει δισεκατομμύρια δολάρια στην έρευνα για τεχνικές λιθογραφίας επόμενης γενιάς. Αυτά περιλαμβάνουν λιθογραφία ακτίνων Χ (μεγέθη χαρακτηριστικών 15 nm), διπλό σχέδιο (χρησιμοποιώντας προσέγγιση χαμηλότερης ανάλυσης αλλά διαμορφώνοντας δύο φορές την ίδια επιφάνεια), λιθογραφία απευθείας εγγραφής με δέσμη ηλεκτρονίων (EBDW), λιθογραφία ακραίας υπεριώδους, λιθογραφία νανοαποτύπωσης, σάρωση λιθογραφία ανιχνευτή (η οποία μπορεί να χειριστεί μεμονωμένα άτομα) και νανολιθογραφία με μικροσκόπιο ατομικής δύναμης.
Πιο προηγμένες προσεγγίσεις στη νανοκατασκευή είναι η μοριακή αυτοσυναρμολόγηση, που έχει αποδειχθεί στο εργαστήριο εκατοντάδες φορές, ή η μηχανοσύνθεση θέσης, η οποία βρίσκεται στα πρώτα ερευνητικά στάδια. Και οι δύο είναι απόπειρες εισαγωγής της νανοκατασκευής στο 3D βασίλειο, κάτι που θα ξεκλειδώσει πραγματικά την τεχνολογική της δύναμη. Η γρήγορη νανοκατασκευή σε 3D θα σήμαινε ότι οι κατασκευαστές θα μπορούσαν θεωρητικά να κατασκευάσουν ένα ευρύ φάσμα χημικά πιθανών δομών με ακρίβεια νανομέτρων. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε κινητήρες τάξεων μεγέθους πιο ισχυρούς από σήμερα, υλικά με 100 φορές καλύτερες αναλογίες αντοχής προς βάρος, ηλεκτρονικά ενσωματωμένα σε όλα και πολλά άλλα. Προς το παρόν, ωστόσο, η νανοκατασκευή χρησιμοποιείται κυρίως για τη δημιουργία καλύτερων τσιπ υπολογιστών.