Οι εταιρείες νανοτεχνολογίας κάνουν διάφορα διαφορετικά πράγματα, όπως και κάθε άλλη εταιρεία έρευνας και ανάπτυξης, αν και το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς τους σχετίζεται με την ανάπτυξη και την εφαρμογή της νανοτεχνολογίας. Αυτές οι εταιρείες συχνά εμπλέκονται σε φαρμακευτική έρευνα ή έρευνα στον τομέα της υγείας και σε ιατρικές εργασίες, αν και μπορεί επίσης να αναπτυχθούν άλλες πιθανές χρήσεις για την εργασία τους. Αυτό συνήθως περιλαμβάνει κάθε τύπο εργασίας που θα μπορούσε να αποδειχθεί επικερδής για μια εταιρεία που εργάζεται στη νανοτεχνολογία, όπως η αμυντική ή στρατιωτική εργασία. Οι εταιρείες νανοτεχνολογίας συνήθως εργάζονται για να χρηματοδοτήσουν και να πραγματοποιήσουν έρευνα για τη δημιουργία νανομηχανών και παρόμοιων εφαρμογών της νανοτεχνολογίας.
Γενικά, οι εταιρείες νανοτεχνολογίας επενδύουν στην έρευνα και ανάπτυξη νέων τεχνολογιών που εκμεταλλεύονται τις νανομηχανές και παρόμοιες αναπτυσσόμενες έννοιες. Οι νανομηχανές είναι συσκευές που θα μπορούσαν να εκτελούν αρκετά πολύπλοκα προγράμματα, όπως άλλα μηχανήματα και υπολογιστές, αλλά που υπάρχουν σε εξαιρετικά μικρή κλίμακα. Αυτές οι συσκευές πιθανότατα θα ήταν μικροσκοπικού μεγέθους και θα μπορούσαν να είναι μικρότερες από ένα μόνο ανθρώπινο κύτταρο. Αυτός ο τύπος τεχνολογίας θα επέτρεπε την ανάπτυξη μικροσκοπικών μηχανών που θα μπορούσαν να εγχυθούν στην κυκλοφορία του αίματος ενός ατόμου για την καταπολέμηση ασθενειών όπως οι ιοί και ακόμη και την καταπολέμηση της εξάπλωσης καρκινικών κυττάρων μέσα σε ένα άτομο.
Οι εταιρείες νανοτεχνολογίας συχνά εργάζονται για την ανάπτυξη τέτοιας τεχνολογίας, αν και γενικά αυτοί οι τύποι νανομηχανών εξακολουθούν να είναι σε μεγάλο βαθμό υποθετικοί. Ένα από τα κύρια ζητήματα που πρέπει να αντιμετωπίσουν οι εταιρείες νανοτεχνολογίας είναι το μέγεθος και ο τρόπος με τον οποίο συσκευές τέτοιας απίστευτης μικρότητας θα μπορούσαν να προγραμματιστούν για να λειτουργούν πολύπλοκα συστήματα. Εξάλλου, οι νανομηχανές που έχουν σχεδιαστεί για να καταστρέφουν καρκινικά κύτταρα σε ένα ανθρώπινο σώμα πρέπει να είναι σε θέση να διακρίνουν τέτοια κύτταρα από υγιή. Υπάρχουν επίσης πιθανές στρατιωτικές εφαρμογές για τέτοιες συσκευές, καθώς μια νανομηχανή θα μπορούσε ενδεχομένως να σχεδιαστεί και να προγραμματιστεί για να επιδιορθώνει τα κατεστραμμένα κύτταρα μέσα σε ένα ανθρώπινο σώμα.
Θεωρητικά, οι εταιρείες νανοτεχνολογίας θα μπορούσαν να αναπτύξουν μικροσκοπικές μηχανές που θα μπορούσαν να επισκευάσουν ιστούς και όργανα που έχουν τραυματιστεί σε ένα πεδίο μάχης. Αυτό θα επέτρεπε στις πληγές ενός στρατιώτη να επουλωθούν εσωτερικά, απαιτώντας λιγότερη προσπάθεια από τους επαγγελματίες του ιατρικού τομέα και ενδεχομένως να σωθούν εκατοντάδες ή χιλιάδες ζωές. Φυσικά, υπάρχουν και άλλες χρήσεις των νανομηχανών σε στρατιωτικές εφαρμογές και ορισμένες εταιρείες νανοτεχνολογίας πιθανότατα εργάζονται για την ανάπτυξη τέτοιων συσκευών.
Μια εταιρεία νανοτεχνολογίας συνήθως προσλαμβάνει επιστήμονες που ειδικεύονται στη μοριακή βιολογία, την επιστήμη των υπολογιστών και τη ρομποτική. Αυτές οι εταιρείες νανοτεχνολογίας πρέπει επίσης να βρουν έναν τρόπο να χρηματοδοτήσουν μια τέτοια έρευνα, συχνά μέσω συμβάσεων με κρατικούς φορείς ή με την ανάπτυξη εμπορικών προϊόντων. Επίσης συνήθως εργάζονται για να διασφαλίσουν ότι οι επενδύσεις σε χρόνο και χρήμα αποδίδουν και ότι αναπτύσσεται ένα τελικό προϊόν που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τρόπο που είναι οικονομικά επωφελής για την εταιρεία.