Industri nanoteknologi adalah bidang penelitian dan pengembangan lintas disiplin di sebagian besar kehidupan dan ilmu fisika. Nanoteknologi molekuler pada 2011 sebagian besar berfokus pada pengembangan di empat sektor utama kedokteran, sistem militer, energi, dan ilmu komputer, meskipun penelitian dapat menyentuh hampir semua bidang minat industri atau komersial. Fokus model bisnis perusahaan nanoteknologi di awal abad ke-21 cenderung pada ilmu material, dan sistem pembuatan dan pengiriman obat farmasi. Ini karena membuat struktur kimia dan material yang unik lebih mudah untuk direkayasa daripada nanoteknologi yang lebih matang di masa depan, yang akan memiliki fokus yang meningkat pada mesin otonom dan mereplikasi diri yang dibangun untuk melakukan tugas-tugas tertentu.
Karena industri nanoteknologi dapat menjadi sangat luas dan membawa penyempurnaan dalam bahan dan fungsi mesin untuk hampir semua proses, pendidikan nanoteknologi harus berusaha untuk menyampaikan pengertian dari banyak arena penelitian. Hal ini sering mengakibatkan para ahli di bidang tertentu seperti fisika, kimia, atau kristalografi melakukan pelatihan silang di bidang seperti mikrobiologi dan teknik elektro sehingga mereka dapat bekerja di disiplin lain untuk memahami sepenuhnya proses yang bekerja pada skala molekuler. Mahasiswa baru di bidang nanoteknologi dituntut untuk memperoleh pemahaman mendasar tentang beberapa bidang pengetahuan manusia. Ini termasuk fisika, kimia, mikrobiologi, dan ilmu kehidupan terkait, dan aplikasi praktis untuk ilmu-ilmu ini di berbagai bidang teknik.
Pertumbuhan industri nanoteknologi yang masih muda didanai oleh berbagai macam pemerintah di seluruh dunia, mulai dari Uni Eropa, hingga Jepang, India, Rusia, Amerika Serikat, dan Australia. Pada tahun 2011, diperkirakan $10,000,000,000 Dolar AS (USD) dihabiskan setiap tahun secara global untuk penelitian semacam itu, dan angka ini diperkirakan akan meningkat menjadi $65,000,000,000 USD pada akhir tahun yang sama. Pada tahun 2014, diperkirakan bahwa pengeluaran penelitian secara global akan menjadi $100,000,000,000 USD, dan, pada tahun 2015, akan mendekati $250,000,000,000 USD. Negara-negara berkembang juga banyak berinvestasi ke dalam industri nanoteknologi, dengan pengeluaran China melewati pengeluaran AS pada tahun 2011.
Dalam banyak hal, berhasil membangun aplikasi nanoteknologi apa pun yang layak adalah perlombaan menuju garis akhir di mana pemenangnya akan memegang paten pada perangkat atau bahan yang berpotensi memiliki implikasi global dan mengubah masyarakat dengan cara yang tak terduga dan revolusioner. Banyak ilmuwan melihat industri nanoteknologi sebagai awal dari Revolusi Industri kedua yang diam-diam terjadi di laboratorium di seluruh dunia dan yang sebagian besar tidak diperhatikan oleh publik. Ini terlepas dari kenyataan bahwa beberapa ribu produk dan bahan sudah dijual di pasar ritel pada 2011 dengan fitur yang telah direkayasa pada skala nanoteknologi.
Minat luas dalam industri nanoteknologi adalah akibat langsung dari seberapa banyak ilmu tujuan umum itu. Ia memiliki kemampuan mengambil setiap proses kimia atau mesin yang dikenal dan membuatnya lebih efisien dan kuat dengan mengendalikan reaksi yang terjadi pada skala atom dan molekul, yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam sejarah manusia. Kontrol penskalaan proses-proses ini hingga ke tingkat makro aktivitas manusia sehari-hari berpotensi membuat proses industri yang mampu mendaur ulang 100% produk limbahnya atau mengambil limbah yang dihasilkan oleh generasi masyarakat sebelumnya dan mengolahnya menjadi bahan baru yang berguna dengan membangun kembali struktur molekul dasarnya.
Mesin nanoteknologi juga memiliki potensi untuk dapat melewati hambatan mendasar dalam pemahaman manusia. Bertindak sebagai bentuk mekanik universal, mesin mikroskopis terprogram seperti itu suatu hari nanti mungkin dapat menggantikan sel atau organ yang rusak dalam tubuh manusia dengan membuat yang baru dari skala molekuler ke atas, tanpa perlu memahami apa yang menyebabkan kegagalan organ terjadi. di tempat pertama. Industri nanoteknologi memiliki tujuan, oleh karena itu, untuk memanfaatkan pengetahuan di bidang kimia, fisika, dan biologi untuk bertindak sebagai bentuk pekerja lini perakitan, mengganti bahan dan sistem yang aus dengan yang baru sambil memanfaatkan bahan limbah potensial sebagai bahan sumber untuk melakukannya. . Sistem alami seperti pohon telah melakukan ini sejak dahulu kala dengan membangun struktur kompleks satu sel pada satu waktu, tetapi, hingga saat ini, masyarakat manusia hanya bertindak untuk membentuk dan memanfaatkan hasil akhir dari pertumbuhan tersebut.
Baik K. Eric Drexler dengan bukunya tahun 1986, The Engines of Creation, dan ceramah Richard Feynman tahun 1959, Ada Banyak Ruang di Bawah, dianggap sebagai percikan mendasar yang menciptakan badai minat dalam sains dan teknik untuk industri nanoteknologi. Drexler percaya bahwa tidak ada batasan mendasar untuk menciptakan mesin molekuler yang dapat mereplikasi diri sendiri yang pada akhirnya dapat membangun perangkat atau material apa pun dari materi sumber umum. Feynman mempromosikan ide yang sama dengan menyatakan bahwa manipulasi langsung atom adalah kemungkinan praktis.