Transistorer är de grundläggande byggstenarna i de flesta elektronik, inklusive alla datorer och radioapparater. En nanotransistor är en transistor vars dimensioner mäts i nanometer. Till exempel skulle en transistor med en diameter på 300 nanometer (miljarddelar av en meter) vara en nanotransistor. Transistorer används för att koppla om och förstärka elektroniska signaler. När de kombineras i miljoner och miljarder, kan de användas för att skapa sofistikerade programmerbara informationsprocessorer, mer känd som datorer. Data- och kommunikationsföretag investerar hundratals miljoner dollar i forskningsfonder varje år för att utveckla mindre transistorer.
Miniatyrisering av transistorn har varit kännetecknet för 50 års framsteg inom mindre datorer. I en trend som kallas Moores lag har antalet transistorer som ingenjörer har kunnat montera på ett chip med fast storlek konsekvent fördubblats var 18:e till 24:e månad. Alltså har hela datorns historia bestått av många dussintals fördubblingar. Tyvärr för datorindustrin, men denna trend kan inte bibehållas för alltid – den lilla storleken på nuvarande transistorer börjar stöta på fysikens lagar.
Ansträngningar att tillverka en mindre nanotransistor är en push för att uppfylla Moores lag och tillhandahålla bättre och snabbare elektronik till kunderna. Konventionell fotolitografi erbjuder gränser för hur liten en nanotransistor kan tillverkas, så nya tillvägagångssätt prövas, inklusive användning av mikrober och långsam kemisk ångavsättning för att syntetisera transistorkomponenter. Ansträngningen att göra nanotransistorer ligger i framkant av nanotekniken.
I november 2001 tog Bell Labs forskare ett stort steg framåt i ansträngningarna mot mindre nanotransistorer med deras tillverkning av individuellt adresserbara nanotransistorer i skalan av en enskild molekyl. Dessa enheter är så små att cirka 10 miljoner kan passa på huvudet av en stift. Utmaningen med att skapa små elektroder för dessa transistorer löstes med hjälp av självmontering – att sätta ihop molekyler i en viss blandning som får dem att kombineras och självmontera utan direkt ingenjörsinblandning. Tyvärr är detta tillvägagångssätt fortfarande experimentellt och är inte lönsamt för masstillverkning ännu.
I januari 2008 gjordes ytterligare en milstolpe i utvecklingen av nanotransistorer av forskare vid University of Illinois, när de konstruerade en nanotransistorradio vars aktiva komponenter uteslutande är gjorda av kolnanorör. Kolnanorör är extremt flexibla material med oöverträffad styrka och användbarhet inom elektronik.
Eftersom nanotransistorer är så små kan deras beteende inte helt beskrivas av nuvarande teorier. Därför har ansträngningar pågått för att utveckla nya teorier som kan appliceras på nanoskalan.