Τα τρανζίστορ είναι τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία των περισσότερων ηλεκτρονικών, συμπεριλαμβανομένων όλων των υπολογιστών και των ραδιοφώνων. Ένα νανοτρανζίστορ είναι ένα τρανζίστορ του οποίου οι διαστάσεις μετρώνται σε νανόμετρα. Για παράδειγμα, ένα τρανζίστορ με διάμετρο 300 νανόμετρα (δισεκατομμυριοστά του μέτρου) θα ήταν νανοτρανζίστορ. Τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται για μεταγωγή και ενίσχυση ηλεκτρονικών σημάτων. Όταν συνδυάζονται σε εκατομμύρια και δισεκατομμύρια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία εξελιγμένων προγραμματιζόμενων επεξεργαστών πληροφοριών, πιο γνωστοί ως υπολογιστές. Οι εταιρείες υπολογιστών και επικοινωνιών επενδύουν εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια σε ερευνητικά ταμεία κάθε χρόνο για την ανάπτυξη μικρότερων τρανζίστορ.
Η μικρογραφία του τρανζίστορ είναι το χαρακτηριστικό γνώρισμα προόδου 50 ετών σε μικρότερους υπολογιστές. Σε μια τάση γνωστή ως νόμος του Μουρ, ο αριθμός των τρανζίστορ που μπόρεσαν οι μηχανικοί να χωρέσουν σε ένα τσιπ σταθερού μεγέθους διπλασιαζόταν σταθερά κάθε 18 έως 24 μήνες. Έτσι, ολόκληρη η ιστορία των υπολογιστών αποτελείται από πολλές δεκάδες διπλασιασμούς. Δυστυχώς για τον κλάδο των υπολογιστών, ωστόσο, αυτή η τάση δεν μπορεί να διατηρηθεί για πάντα – το μικροσκοπικό μέγεθος των τρανζίστορ του ρεύματος αρχίζει να έρχεται σε αντίθεση με τους νόμους της φυσικής.
Οι προσπάθειες για την κατασκευή ενός μικρότερου νανοτρανζίστορ είναι μια ώθηση για την εκπλήρωση του νόμου του Moore και την παροχή καλύτερων και ταχύτερων ηλεκτρονικών ειδών στους πελάτες. Η συμβατική φωτολιθογραφία προσφέρει όρια στο πόσο μικρό μπορεί να κατασκευαστεί ένα νανοτρανζίστορ, επομένως επιχειρούνται νέες προσεγγίσεις, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης μικροβίων και της αργής εναπόθεσης χημικών ατμών για τη σύνθεση εξαρτημάτων τρανζίστορ. Η προσπάθεια κατασκευής νανοτρανζίστορ βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της νανοτεχνολογίας.
Τον Νοέμβριο του 2001, οι επιστήμονες της Bell Labs έκαναν ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στις προσπάθειες για μικρότερα νανοτρανζίστορ με την κατασκευή νανοτρανζίστορ με δυνατότητα ατομικής διεύθυνσης στην κλίμακα ενός μεμονωμένου μορίου. Αυτές οι συσκευές είναι τόσο μικροσκοπικές που περίπου 10 εκατομμύρια θα μπορούσαν να χωρέσουν στο κεφάλι μιας καρφίτσας. Η πρόκληση της δημιουργίας μικροσκοπικών ηλεκτροδίων για αυτά τα τρανζίστορ επιλύθηκε με τη χρήση αυτοσυναρμολόγησης — συναρμολόγηση μορίων σε ένα συγκεκριμένο μείγμα που τα κάνει να συνδυάζονται και να αυτοσυναρμολογούνται χωρίς άμεση παρέμβαση μηχανικού. Δυστυχώς, ωστόσο, αυτή η προσέγγιση είναι ακόμα πειραματική και δεν είναι ακόμη βιώσιμη για μαζική παραγωγή.
Τον Ιανουάριο του 2008, ένα άλλο ορόσημο στην ανάπτυξη των νανοτρανζίστορ έγινε από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις, όταν κατασκεύασαν ένα ραδιόφωνο με νανοτρανζίστορ του οποίου τα ενεργά συστατικά είναι αποκλειστικά κατασκευασμένα από νανοσωλήνες άνθρακα. Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι εξαιρετικά εύκαμπτα υλικά με απαράμιλλη αντοχή και χρησιμότητα στα ηλεκτρονικά.
Επειδή τα νανοτρανζίστορ είναι τόσο μικρά, η συμπεριφορά τους δεν μπορεί να περιγραφεί πλήρως από τις τρέχουσες θεωρίες. Ως εκ τούτου, συνεχίζονται οι προσπάθειες για την ανάπτυξη νέων θεωριών που μπορούν να εφαρμοστούν στη νανοκλίμακα.