Der findes to grundlæggende strategier til fremstilling af strukturer i nanodimension. På den ene side er det "top-down" (=oppefra og nedefter) princippet, som fortrinsvis dominerer den fysiske og fysikaliske teknik. Her bliver strukturer og komponenter (startende fra mikroteknik) løbende formindsket.
På den anden side er det "bottom-up" (= nedefra og opefter) princippet, hvor der målrettet skabes mere og mere komplekse strukturer, som opbygges af atomare hhv. molekylære byggesten.
Dette princip repræsenteres hidtil af kemikere og biologer, som længe har været fortroligt med bearbejdning af objekter i nanometerdimensionen.
Karakteristisk ved overgangen til nanometerskalaen, sideløbende med den tiltagende dominans af kvantefysikaliske effekter er, at overflade- hhv. grænsefladeegenskaber i modsætning til volumenegenskaberne af et materiale spiller en tiltagende rolle. Desuden opstår der i mange tilfælde fænomener som selvorganisering.
Som basisstruktur i nanoteknologien gælder:
Punktformede strukturer, som i alle tre dimensioner er mindre end 100nm, (f.eks. nanokrystaller, cluster eller molekyler), linieformede strukturer, som er indenfor nanoskalaen i to dimensioner (f.eks. nanotråde, nanorør og nanograve), fladestrukturer, som kun er indenfor nanoskalaen i en dimension betegnes "inverse" nanostrukturer, also porer, ligesom komplekse strukturer som f.eks. supramolekylære enheder eller dendrimere. Uden principper og værktøjer til fremstilling af ovennævnte basisstrukturer ville nanoteknologien være utænkelig. Derfor diskuteres disse associerede teknologier ligeledes.
Nanoteknologien kræver i høj grad interdisciplinær og transdisciplinær koordination og kommunikation. Dette kan begrundes med, at begreber som kendes fra fysik, kemi og biologi forenes i nanoteknologiens verden. Endvidere, at metoder fra en enkelt disciplin gennem fremgangsmåder og fagkundskaber fra de andre fagområder kan eller skal anvendes.
Omfanget af Nanoteknologien
På atomar skala, der anvendes til ultra-tynde belægninger, kvante effekt (quantum refererer til den mindste mængde af en fysisk størrelse) eller kvantemekanik (mekanik baseret på kvanteteori) er af høj betydning. Enten rundt i huset, i bil forretninger, fly ingeniør, materielle ingeniør, eller computer forretninger, så kan nano-partikler på overflader beskytte mod slitage og ridser eller beskytte mod korrosion i en høj grad.
Når molekyler, der normalt er travlhed omkring uorganiseret materialer, der er struktureret på en sådan måde, at hvert atom bliver der, hvor det burde være. Det umulige bliver muligt. Materialer får nye kompetencer, når atomerne er kontrolleret og nøje arrangeret. Produktions processer bliver billigere og mere miljøvenlig. Nanoteknologi manipulerer molekyler gennem strøm, magnetisme eller kemi, så de organiserer sig. Naturen tjener som model for : cellen og dens funktion. Formålet med nanoteknologi gør at molekyler organiserer sig uden hjælp fra et menneske. Hvis det er muligt, bør disse molekyler også reproducere sig selv. Japanske forskere har allerede gjort dette muligt.
Nanoteknologi sætter en trend for de kommende årtier og åbner nye markeder. Eksperter og medier kalder det nøgle teknologien i det 21. århundrede.
Tysklands forskningen på dette felt er understøttet af forskningsinstitutioner og virksomheder. Der er særlige kompetencecentre, der er specialiseret inden for nanoteknologi. Disse kompetencecentre er forbundet med for eksempel store virksomheder, gymnasier, universiteter, forskningsinstitutioner og handelskamre. Risikovillig kapitalister, føderale regering og stater finansiere disse projekter.
