شيمي نقش اساسي در توسعه علم نانو داشته است ايجاد و شكسته شدن پيوندها بين اتم ها و يا  گروهي از اتم ها جز اصلي و پايه شيمي است و محصول اين دسته واكنش ها ساختارها و يا مولكولهايي هستند كه بازه اندازه آنها بين10-1/0 نانومترمي باشد. گسترش روش هاي سنتز جديد امكان توليد نانوساختارهاي يكدست در اشكال جديد و متفاوت (كروي ، طنابي ، سيمي شكل ، نيمه كروي و مكعبي) و تركيبهاي متنوع آلي ،اكسيد فلزي و نيمه رسانا را به وجود آورده است. مثالهايي از اين دسته شامل نانو كريستالها ، نانوسيم ها كوپليمرهاي آجري و نانو لوله هاست بعضي از اين ساختارهاي جديد در علوم مواد و كاتاليست ها، در پزشكي در زمينه انتقال دارو، در ميدانهاي ذخيره مغناطيسي و در الكترونيك و ابزارهاي نوري کاربرد بسياري دارند.

زيست شناسي نيز يكي از منابع الهام علم نانو مي باشد، سلولها ( واحدهاي اساسي حيات ) در يك نگاه مجموعه اي پيچيده از نانو ماشين هاي زيستي هستند. بعضي از اجزا سلول داراي ابعادي در مقياس نانومترهستند، شامل: كاتاليست ها و ديگر سيستم هاي فعال (مانند آنزيم ها ، ريبوزوم ها ، پروتئين ها   مجموعه پروتئين-RNA ) دو لايه هاي ليپيدي ، كانالهاي يوني ،اجزا اسكلت سلولي ،(رشته هاي اكتين ، و ريز لوله ها)، DNA،RNA

سيستم هاي زيستي داراي مثالهايي فراواني از برهمكنش نانوساختارها در شبكه هاي پيچيده درون سلولي هستند و روشهاي جديد از پايين به بالا ، براي ساخت نانوسيستم هاي مصنوعي ،پيشنهاد مي دهند .ابزارهاي جديد براي مشاهده و دستكاريهاي  مولكولي، اتمي و كلوئيدي مانند ميكروسكوپ ها پروب زنيوالكترونيكي،فاكتورهاي اساسي و مهمي در پيدايش علم نانو و فن آوري نانو محسوب مي شوند. توانايي قابل توجه براي آشكاري، دست كاري، تغيير و شكل دهي ساختارها در مقياس نانومتر در تفكيكي اتمي ، به ايده هاي بسيار جذابي در رفتارهاي جديد منجر شده است مانند : سامان دهنده ها، نانوربات ها، چسب خاكستري ( Gray glow)  كه هر كدام به نوبه خود توجه زيادي را جلب نموده اند. اگر چه اين ايده بيشتر علمي- تخيلي به نظر مي رسد تا علمي– فناوري، با اين حال توجه عمومي زيادي را درزمينه هاي تحقيقاتي علم نانو به خود جلب كرده  و دريچه اي به سوي فن آوري هاي پيشرفته بالقوه باز کرده است.