وتتنوع الأبحاث والتطبيقات المرتبطة بها بنفس القدر، حيث تتراوح بين توسيع فيزياء الأجهزة التقليدية إلى مناهج جديدة تمامًا تقوم على التجميع الذاتي الجزيئي، وبين تطوير مواد جديدة ذات أبعاد على النطاق النانوي إلى التحكم المباشر في المادة على النطاق الذري.