Nanopartikel telah menjadi sangat penting di awal abad ke-21 karena perluasan industri nanoteknologi, dan banyak penelitian telah dilakukan untuk menemukan metode produksi yang murah, nyaman dan aman. Biosintesis nanopartikel — produksi nanopartikel oleh organisme hidup atau bahan asal biologis — adalah salah satu rute yang menunjukkan banyak harapan. Ada beberapa jenis biosintesis yang dapat digunakan — misalnya, nanopartikel dapat disintesis menggunakan bakteri atau jamur hidup, atau menggunakan ekstrak tumbuhan. Teknik-teknik ini dapat memberikan keuntungan dibandingkan metode sintesis nanopartikel yang lebih tradisional karena ramah lingkungan, dapat berlangsung di sekitar suhu kamar atau lebih rendah, dan memerlukan sedikit intervensi atau masukan energi. Organisme yang terlibat umumnya mudah dibudidayakan dalam media organik sederhana, merupakan sumber daya terbarukan, dan biasanya dapat dibiarkan begitu saja untuk melakukan pekerjaannya.
Telah lama diketahui bahwa berbagai organisme dapat mensintesis partikel anorganik, termasuk silika dan kalsium karbonat, atau kapur. Banyak mikroorganisme yang mampu mereduksi ion logam menjadi logam. Beberapa bakteri dapat menghasilkan bahan magnetik dengan mereduksi senyawa besi, menggabungkan nanopartikel magnetik ke dalam tubuh yang dikenal sebagai magnetosom di dalam sel mereka. Ketertarikan pada aktivitas mikroba ini telah mengarah pada pengembangan teknologi yang dirancang untuk memungkinkan biosintesis nanopartikel.
Nanopartikel perak dan emas sangat menarik, karena mereka memiliki berbagai kemungkinan aplikasi, dan fokus utama penelitian biosintesis nanopartikel adalah pada logam ini. Meskipun logam dalam bentuknya yang lebih dikenal tidak terlalu reaktif, mereka — seperti banyak zat — jauh lebih reaktif dalam bentuk partikel nano. Ini sebagian besar disebabkan oleh rasio luas permukaan terhadap volume yang jauh lebih tinggi. Nanopartikel perak dan emas dapat digunakan sebagai katalis, agen antibakteri, sistem penghantaran obat, perawatan anti-kanker dan dalam pemantauan berbagai biokimia.
Sejumlah jenis bakteri telah berhasil digunakan dalam biosintesis nanopartikel. Ini dapat terjadi baik secara intraseluler — di dalam sel hidup — dan secara ekstraseluler — di luar sel. Salah satu strain bakteri Escherichia coli yang tersedia telah ditemukan untuk menghasilkan nanopartikel perak intraseluler dan ekstraseluler ketika larutan perak nitrat (AgNO3) ditambahkan ke media pertumbuhannya. Sejumlah bakteri lain, termasuk cyanobacteria, juga dapat menghasilkan nanopartikel perak dari perak nitrat. Diperkirakan bahwa bakteri menggunakan anion nitrat (NO3-) sebagai sumber nitrogen, meninggalkan perak metalik.
Nanopartikel emas telah disintesis oleh bakteri dari senyawa emas-klorin yang larut dalam air yang dikenal sebagai kloroaurat, yang memiliki anion AuCl4-. Sejumlah bakteri yang berbeda telah berhasil digunakan untuk tujuan ini dan nanopartikel dapat diproduksi di dalam dan di luar sel bakteri. Dalam beberapa kasus, bentuk nanopartikel emas yang dihasilkan dapat dikontrol dengan mengatur pH medium.
Jamur dan tanaman berbunga juga telah digunakan secara eksperimental untuk mensintesis nanopartikel. Persiapan dari beberapa spesies Aspergillus dan jamur lainnya, serta setidaknya satu spesies jamur yang dapat dimakan telah ditemukan untuk menghasilkan nanopartikel ekstraseluler dari perak dan emas. Ekstrak dari sejumlah tanaman berbunga, termasuk Aloe vera dan Pelargonium graveolens, sejenis geranium, telah diamati membentuk nanopartikel perak dan emas pada pencampuran dengan senyawa larut yang sesuai dari logam ini.