อุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยีเป็นสาขาการวิจัยข้ามสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องกับชีวิตและวิทยาศาสตร์กายภาพเกือบทั้งหมด นาโนเทคโนโลยีระดับโมเลกุลในปี 2011 มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาในสี่ภาคส่วนที่สำคัญของการแพทย์ระบบทหารพลังงานและวิทยาการคอมพิวเตอร์ถึงแม้ว่าการวิจัยสามารถสัมผัสกับเกือบทุกพื้นที่ที่น่าสนใจอุตสาหกรรมหรือเชิงพาณิชย์ จุดเน้นของรูปแบบธุรกิจของ บริษัท นาโนเทคโนโลยีในต้นศตวรรษที่ 21 มีแนวโน้มที่จะเป็นในด้านวัสดุศาสตร์และการสร้างยาและระบบส่งมอบยา นี่เป็นเพราะการสร้างโครงสร้างทางเคมีและวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์นั้นง่ายต่อการสร้างวิศวกรมากกว่านาโนเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้นในอนาคตซึ่งจะมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มขึ้นของเครื่องจักรที่เลียนแบบด้วยตนเอง
เนื่องจากอุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยีสามารถใช้งานได้ในวงกว้างและนำการปรับแต่งวัสดุและการทำงานของเครื่องจักรไปใช้กับกระบวนการใด ๆ การศึกษาด้านนาโนเทคโนโลยีจึงต้องพยายามถ่ายทอดความรู้สึกของความเข้าใจในการทำวิจัยหลายประเภท สิ่งนี้มักจะส่งผลให้ผู้เชี่ยวชาญในสาขาวิชาบางอย่างเช่นฟิสิกส์เคมีหรือผลึกการฝึกอบรมข้ามสาขาในสาขาต่าง ๆ เช่นจุลชีววิทยาและวิศวกรรมไฟฟ้าเพื่อให้พวกเขาสามารถทำงานในสาขาอื่น ๆ เพื่อทำความเข้าใจกระบวนการที่ทำหน้าที่ในระดับโมเลกุล นักศึกษาใหม่สู่สาขานาโนเทคโนโลยีจะต้องได้รับความเข้าใจพื้นฐานของความรู้ของมนุษย์หลายด้าน เหล่านี้รวมถึงฟิสิกส์เคมีจุลชีววิทยาและวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตที่เกี่ยวข้องและการใช้งานจริงสำหรับวิทยาศาสตร์เหล่านี้ในสาขาวิศวกรรมต่างๆ
การเติบโตของอุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยีที่มีประสบการณ์กำลังได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลหลากหลายแห่งทั่วโลกตั้งแต่ของสหภาพยุโรปญี่ปุ่นญี่ปุ่นอินเดียรัสเซียสหรัฐอเมริกาและออสเตรเลีย ในปี 2011 คาดว่าจะมีการใช้จ่าย $ 10,000,000,000 ดอลลาร์สหรัฐ (USD) เป็นประจำทุกปีบนพื้นฐานระดับโลกสำหรับการวิจัยดังกล่าวและคาดว่าตัวเลขนี้จะเพิ่มขึ้นเป็น $ 65,000,000,000 USD ภายในสิ้นปีเดียวกัน ภายในปี 2014 ประมาณการว่าค่าใช้จ่ายในการวิจัยทั่วโลกจะอยู่ที่ 100,000,000,000 ดอลลาร์สหรัฐและภายในปี 2558 คาดว่าจะอยู่ที่ 250,000,000,000 ดอลลาร์สหรัฐ ประเทศกำลังพัฒนายังลงทุนอย่างหนักในอุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยีโดยมีค่าใช้จ่ายของจีนผ่านประเทศสหรัฐอเมริกาในปี 2554
ในหลาย ๆ ด้านการประสบความสำเร็จในการสร้างแอพพลิเคชั่นนาโนเทคโนโลยีที่สามารถใช้งานได้นั้นคือการแข่งขันสู่เส้นชัยซึ่งผู้ชนะจะได้รับสิทธิบัตรในอุปกรณ์หรือวัสดุที่มีศักยภาพที่จะมีผลกระทบทั่วโลกและเปลี่ยนแปลงสังคมในรูปแบบที่ไม่คาดฝัน นักวิทยาศาสตร์หลายคนเห็นว่าอุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยีเป็นจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สองที่เกิดขึ้นอย่างเงียบ ๆ ในห้องทดลองทั่วโลกและประชาชนส่วนใหญ่ยังไม่ได้สังเกต นี่คือความจริงที่ว่าแม้จะมีผลิตภัณฑ์และวัสดุหลายพันรายการวางขายในตลาดค้าปลีกในปี 2011 ด้วยคุณสมบัติที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมในระดับนาโนเทคโนโลยี
ความสนใจอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยีนั้นเป็นผลโดยตรงของวิทยาศาสตร์วัตถุประสงค์ทั่วไป มันมีความสามารถในการใช้สารเคมีหรือกระบวนการเครื่องจักรใด ๆ ที่รู้จักและทำให้มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการควบคุมปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในระดับอะตอมและโมเลกุลซึ่งเป็นประวัติการณ์ในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ การควบคุมการปรับกระบวนการเหล่านี้ให้อยู่ในระดับมหภาคของกิจกรรมของมนุษย์ในชีวิตประจำวันมีศักยภาพที่จะทำให้กระบวนการทางอุตสาหกรรมที่สามารถรีไซเคิลของเสียได้ 100% หรือนำของเสียที่ผลิตโดยสังคมรุ่นก่อน ๆ และปรับให้เป็นวัสดุใหม่ที่มีประโยชน์ โครงสร้างโมเลกุลพื้นฐาน
เครื่องจักรนาโนเทคโนโลยีก็มีศักยภาพที่จะสามารถหลีกเลี่ยงอุปสรรคพื้นฐานในการทำความเข้าใจของมนุษย์ ทำหน้าที่เป็นรูปแบบหนึ่งของช่างสากลเครื่องจักรกลกล้องจุลทรรศน์ที่ตั้งโปรแกรมไว้อาจวันหนึ่งสามารถแทนที่เซลล์หรืออวัยวะที่เสียหายในร่างกายมนุษย์ได้โดยการสร้างเซลล์ใหม่จากระดับโมเลกุลขึ้นไปโดยไม่จำเป็นต้องเข้าใจสิ่งที่ทำให้อวัยวะล้มเหลว ในที่แรก. ดังนั้นอุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยีจึงมีเป้าหมายเพื่อใช้ประโยชน์จากความรู้ด้านเคมีฟิสิกส์และชีววิทยาเพื่อทำหน้าที่เป็นผู้ประกอบสายการผลิตทดแทนวัสดุและระบบที่สึกหรอด้วยวัสดุใหม่โดยใช้วัสดุเหลือทิ้งที่มีศักยภาพเป็นแหล่งสำคัญ . ระบบธรรมชาติเช่นต้นไม้ได้ทำสิ่งนี้มา แต่ไหน แต่ไรด้วยการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนทีละเซลล์ แต่จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้สังคมมนุษย์ทำหน้าที่สร้างรูปร่างและใช้ประโยชน์จากผลลัพธ์สุดท้ายของการเติบโตดังกล่าว
ทั้ง K. Eric Drexler ที่มีหนังสือ 1986, The Engines of Creation และการพูดคุยของ Richard Feynman ในปี 1959 มีห้องมากมายที่ด้านล่าง ถือเป็นประกายไฟพื้นฐานที่สร้างเปลวไฟแห่งความสนใจในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมสำหรับอุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยี Drexler เชื่อว่าไม่มีข้อ จำกัด พื้นฐานในการสร้างเครื่องจักรโมเลกุลจำลองตัวเองซึ่งในที่สุดสามารถสร้างอุปกรณ์หรือวัสดุใด ๆ จากแหล่งข้อมูลทั่วไป ไฟน์แมนส่งเสริมความคิดเดียวกันโดยระบุว่าการควบคุมโดยตรงของอะตอมนั้นเป็นไปได้จริง
