Perusahaan nanoteknologi melakukan berbagai hal yang berbeda, sama seperti perusahaan penelitian dan pengembangan lainnya, meskipun sebagian besar pekerjaan mereka terkait dengan pengembangan dan implementasi nanoteknologi. Perusahaan-perusahaan ini sering terlibat dalam penelitian farmasi atau perawatan kesehatan dan pekerjaan medis, meskipun penggunaan potensial lainnya untuk pekerjaan mereka juga dapat dikembangkan. Ini biasanya mencakup semua jenis pekerjaan yang terbukti menguntungkan bagi perusahaan yang bekerja di bidang nanoteknologi, seperti pekerjaan pertahanan atau militer. Perusahaan nanoteknologi biasanya bekerja untuk mendanai dan melakukan penelitian dalam pembuatan mesin nano dan aplikasi nanoteknologi serupa.
Secara umum, perusahaan nanoteknologi berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan teknologi baru yang memanfaatkan mesin nano dan konsep pengembangan serupa. Nanomachines adalah perangkat yang dapat mengeksekusi program yang cukup kompleks, seperti mesin dan komputer lain, tetapi ada dalam skala yang sangat kecil. Perangkat ini kemungkinan berukuran mikroskopis dan bisa lebih kecil dari satu sel manusia. Jenis teknologi ini akan memungkinkan pengembangan mesin kecil yang dapat disuntikkan ke dalam aliran darah seseorang untuk memerangi penyakit seperti virus dan bahkan memerangi penyebaran sel kanker dalam diri seseorang.
Perusahaan nanoteknologi sering bekerja untuk mengembangkan teknologi tersebut, meskipun secara umum jenis mesin nano ini sebagian besar masih bersifat hipotetis. Salah satu masalah utama yang harus dihadapi oleh perusahaan nanoteknologi adalah ukuran dan bagaimana perangkat sekecil itu dapat diprogram untuk menjalankan sistem yang kompleks. Bagaimanapun, mesin nano yang dirancang untuk menghancurkan sel-sel kanker dalam tubuh manusia harus mampu membedakan sel-sel seperti itu dari yang sehat. Ada juga aplikasi militer potensial untuk perangkat semacam itu, karena mesin nano berpotensi dirancang dan diprogram untuk memperbaiki sel-sel yang rusak di dalam tubuh manusia.
Secara teori, perusahaan nanoteknologi dapat mengembangkan mesin mikroskopis yang dapat memperbaiki jaringan dan organ yang terluka di medan perang. Ini akan memungkinkan luka seorang prajurit untuk disembuhkan secara internal, membutuhkan sedikit usaha dari para profesional medis dan berpotensi menyelamatkan ratusan atau ribuan nyawa. Tentu saja, ada kegunaan lain dari mesin nano dalam aplikasi militer, dan beberapa perusahaan nanoteknologi kemungkinan besar bekerja untuk mengembangkan perangkat tersebut.
Sebuah perusahaan nanoteknologi biasanya mempekerjakan ilmuwan yang berspesialisasi dalam biologi molekuler, ilmu komputer, dan robotika. Perusahaan nanoteknologi ini juga harus menemukan cara untuk mendanai penelitian semacam itu, seringkali melalui kontrak dengan lembaga pemerintah atau pengembangan produk komersial. Mereka juga biasanya bekerja untuk memastikan bahwa investasi waktu dan uang terbayar, dan bahwa produk akhir dikembangkan yang dapat digunakan dengan cara yang menguntungkan secara finansial bagi perusahaan.