Το πρόθεμα nano- σημαίνει δισεκατομμυριοστό. Ένα νανόμετρο είναι ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου, ένα νανογραμμάριο είναι ένα δισεκατομμυριοστό του γραμμαρίου, κ.λπ. Το εκατομμυριοστό και το χιλιοστό είναι μικρο- και χιλιοστό-. Όταν χρησιμοποιείται στο πλαίσιο των σύγχρονων συζητήσεων, το πρόθεμα nano- τοποθετείται πιο συχνά πριν από τη μονάδα μήκους, το μέτρο, αναφερόμενο σε δομές και διαδικασίες που συμβαίνουν σε κλίμακα νανομέτρων, το μέγεθος των ατόμων. Η νανοεπιστήμη είναι το πεδίο που ερευνά αυτού του είδους τα φαινόμενα, ενώ η νανοτεχνολογία είναι ο κλάδος της μηχανικής που κατασκευάζει χρήσιμες συσκευές για την εκμετάλλευσή του.
Το μέγεθος των μεμονωμένων ατόμων κυμαίνεται από 0.1 έως 0.5 νανόμετρα. Χρησιμοποιώντας μικροσκόπια σάρωσης σήραγγας, τα οποία δημιουργούν εικόνες χρησιμοποιώντας κβαντικά εφέ σήραγγας, μπορούμε να επιλύσουμε μεμονωμένα άτομα και ακόμη και να τα χειριστούμε σε κάποιο βαθμό. Ως σημείο αναφοράς για το μέγεθος, τα μικρότερα βακτήρια, του γένους Mycoplasma, έχουν διάμετρο 200 nm.
Η ιδέα της νανοτεχνολογίας ξεκίνησε με τον διάσημο φυσικό Ρίτσαρντ Φάινμαν, ο οποίος έδωσε μια ομιλία το 1959 με τίτλο «Υπάρχει άφθονο χώρο στο κάτω μέρος», στην οποία είπε: «Οι αρχές της φυσικής, από όσο μπορώ να δω, δεν μιλούν ενάντια τη δυνατότητα ελιγμών των πραγμάτων άτομο προς άτομο». Ο Φάινμαν πρότεινε τη χρήση μιας σειράς βραχιόνων ρομπότ για την κατασκευή ολοένα μικρότερων βραχιόνων ρομπότ, έως ότου οι βραχίονες γίνουν τόσο μικροί ώστε να είναι σε θέση να χειριστούν μεμονωμένα άτομα.
Η ελκυστικότητα ενός τέτοιου μηχανήματος, σε συνδυασμό με τις βραχυπρόθεσμες εφαρμογές της νανοεπιστήμης και της νανοτεχνολογίας, έχουν εμπνεύσει πολλά δισεκατομμύρια δολάρια επενδύσεων στον τομέα. Από τον Ιούνιο του 2007, περισσότερα από 200 καταναλωτικά προϊόντα περιέχουν κάποιο υλικό που θεωρείται νανοτεχνολογία. Φυσικά, η έννοια της λέξης «νανοτεχνολογία» έχει διευρυνθεί σημαντικά από τότε που επινοήθηκε για πρώτη φορά. Αρχικά σήμαινε συστήματα μηχανών νανοκλίμακας, αλλά σήμερα τείνει να εφαρμόζεται σε πρακτικά κάθε είδους επιστημονική έρευνα που πραγματοποιείται σε νανοκλίμακα.
Η λέξη «νανοτεχνολογία» διαδόθηκε αρχικά το 1986 από τον Eric Drexler μέσω του βιβλίου του Engines of Creation, το οποίο συζητούσε τη σκοπιμότητα και τις δυνατότητες της προηγμένης νανοτεχνολογίας. Ακολούθησε το τεχνικό βιβλίο Nanosystems το 1992, το οποίο εισήγαγε διάφορα σχέδια για μοριακές μηχανές. Ωστόσο, αυτά δεν έχουν ακόμη κατασκευαστεί πραγματικά.