Η νανοτεχνολογία περιλαμβάνει τη δημιουργία απίστευτα μικροσκοπικών αλλά χρήσιμων δομών από μεμονωμένα άτομα. Αυτά θα μπορούσαν να είναι μικροσκοπικά ρομπότ ή μηχανές, μερικά από τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή περαιτέρω κατασκευών. Ο ρόλος της νανοτεχνολογίας στην οδοντιατρική είναι δυνητικά τεράστιος, με τη δυνατότητα να χρησιμοποιούνται μικροσκοπικά νανορομπότ για την πρόληψη της τερηδόνας, την επισκευή των δοντιών και την παράδοση φαρμάκων στους στόχους τους. Άλλες μελλοντικές χρήσεις θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τη διάγνωση και τη θεραπεία οδοντικών προβλημάτων και τη δημιουργία ουσιών για την αντικατάσταση του σμάλτου των δοντιών. Ήδη, η νανοτεχνολογία στην οδοντιατρική χρησιμοποιείται για την κατασκευή καλύτερων συγκολλητικών υλικών και ρητινών, για χρήση από οδοντιάτρους.
Μια πιθανή εφαρμογή της νανοτεχνολογίας στην οδοντιατρική είναι η δημιουργία πολλαπλών μικροσκοπικών νανορομπότ για την εκτέλεση προληπτικών οδοντιατρικών εργασιών μέσα στο στόμα. Τέτοιες μικροσκοπικές μηχανές θα μπορούσαν να προγραμματιστούν για να περιπολούν τα δόντια και τα ούλα, αφαιρώντας και καταστρέφοντας σωματίδια τροφής, επιβλαβή βακτήρια και πλάκα. Μπορεί επίσης να είναι δυνατό για τα νανορομπότ να βρουν και να επιδιορθώσουν σημεία τερηδόνας στο σμάλτο των δοντιών. Εάν είναι επιτυχείς, τέτοιες εξελίξεις στην οδοντιατρική θα μπορούσαν να επιφέρουν το τέλος των οδοντικών ασθενειών όπως η ασθένεια των ούλων και η τερηδόνα.
Η νανοτεχνολογία στην οδοντιατρική θα μπορούσε επίσης να αποδειχθεί χρήσιμη σε περιπτώσεις όπου η ασθένεια είναι ήδη παρούσα στο στόμα. Τα νανορομπότ θα μπορούσαν να κατευθυνθούν για να αναισθητοποιήσουν μεμονωμένα δόντια εμποδίζοντας τις μεταδόσεις των νεύρων. Μετά το μούδιασμα των δοντιών, τα μίνι ρομπότ μπορούσαν να μετακινηθούν για να πραγματοποιήσουν εργασίες επισκευής, με ορισμένα μηχανήματα να κατασκευάζουν τα απαιτούμενα υλικά. Παρόμοιες μέθοδοι μπορεί να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία ευαίσθητων δοντιών, καθώς τα νανορομπότ θα μπορούσαν να δράσουν για να μπλοκάρουν τις μικροσκοπικές τρύπες που προκαλούν την ευαισθησία, παρέχοντας μια πιθανή θεραπεία.
Ένας άλλος πιθανός ρόλος της νανοτεχνολογίας στην οδοντιατρική είναι η ανίχνευση οδοντικών προβλημάτων, συμπεριλαμβανομένων των καρκίνων του στόματος. Αυτά θα μπορούσαν να ληφθούν σε πρώιμο στάδιο με περιπολίες νανομηχανών και η νανοτεχνολογία θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παροχή θεραπείας. Η μικροσκοπική κλίμακα των νανομηχανών θα μπορούσε να επιτρέψει τη χορήγηση φαρμάκων με ακρίβεια στα καρκινικά κύτταρα, αφήνοντας τα άλλα κύτταρα ανέπαφα.
Ορισμένοι τύποι οδοντιατρικής, που αποκαθιστούν και αναδομούν τα δόντια, χρησιμοποιούν ήδη τη νανοτεχνολογία. Τα νανοσωματίδια έχουν προστεθεί στη μοντελοποίηση, τη διαμόρφωση και τη συγκόλληση υλικών, καθιστώντας τα πιο αποτελεσματικά και πιο κατάλληλα για λεπτομερείς εργασίες. Έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία καλύτερων επιδέσμων για πληγές και ως πληρωτικά οστών.
Είναι πιθανό ότι η νανοτεχνολογία θα μπορούσε να επιτρέψει την ανάπτυξη ουσιών που θα αντικαταστήσουν το σμάλτο των δοντιών, χρησιμοποιώντας σκληρά υλικά όπως το διαμάντι ή το ζαφείρι. Αν και ο μελλοντικός ρόλος της νανοτεχνολογίας στην οδοντιατρική είναι συναρπαστικός, η ασφάλεια παραμένει ένας σημαντικός παράγοντας. Θα χρειαστούν μέθοδοι για να διασφαλιστεί ότι τυχόν νανοσωματίδια που χρησιμοποιούνται στην οδοντιατρική δεν μπορούν να προκαλέσουν βλάβη, συμπεριλαμβανομένων τρόπων απενεργοποίησης των νανορομπότ σε περίπτωση κατάποσης.