Tranzistori su temeljni građevinski blokovi većine elektronike, uključujući sva računala i radio uređaje. Nanotranzistor je tranzistor čije se dimenzije mjere u nanometrima. Na primjer, tranzistor s promjerom od 300 nanometara (milijuntim dijelovima metra) bio bi nanotranzistor. Tranzistori se koriste za prebacivanje i pojačavanje elektroničkih signala. Kada se kombiniraju u milijunima i milijardama, mogu se koristiti za stvaranje sofisticiranih programabilnih procesora informacija, poznatijih kao računala. Računalne i komunikacijske tvrtke svake godine ulažu stotine milijuna dolara u istraživačke fondove za razvoj manjih tranzistora.
Minijaturizacija tranzistora je obilježje 50 godina napretka u manjim računalima. U trendu poznatom kao Mooreov zakon, broj tranzistora koje su inženjeri uspjeli postaviti na čip fiksne veličine stalno se udvostručava svakih 18 do 24 mjeseca. Dakle, cijela povijest računalstva sastojala se od mnogo desetaka udvostručavanja. Međutim, nažalost za računalnu industriju, ovaj trend se ne može održati zauvijek – malena veličina trenutnih tranzistora počinje se sukobljavati sa zakonima fizike.
Napori da se proizvede manji nanotranzistor poticaj su da se ispuni Mooreov zakon i pruži bolja i brža elektronika kupcima. Konvencionalna fotolitografija nudi ograničenja koliko mali nanotranzistor može biti proizveden, pa se pokušavaju novi pristupi, uključujući korištenje mikroba i sporog kemijskog taloženja pare za sintetizaciju komponenti tranzistora. Napor za izradu nanotranzistora je na čelu nanotehnologije.
U studenom 2001. znanstvenici Bell Labsa napravili su veliki korak naprijed u nastojanjima prema manjim nanotranzistorima s proizvodnjom individualno adresiranih nanotranzistora u mjerilu pojedinačne molekule. Ti su uređaji toliko sićušni da bi oko 10 milijuna moglo stati na glavu igle. Izazov stvaranja sićušnih elektroda za ove tranzistore riješen je pomoću samosastavljanja – sastavljanja molekula u određenu mješavinu koja uzrokuje njihovo spajanje i samosastavljanje bez izravne intervencije inženjera. Nažalost, ovaj pristup je još uvijek eksperimentalan i još nije održiv za masovnu proizvodnju.
U siječnju 2008. godine znanstvenici sa Sveučilišta Illinois napravili su još jednu prekretnicu u razvoju nanotranzistora, kada su konstruirali nanotranzistorski radio čije su aktivne komponente isključivo izrađene od ugljikovih nanocijevi. Ugljične nanocijevi iznimno su fleksibilni materijali s neusporedivom snagom i korisnošću u elektronici.
Budući da su nanotranzistori tako mali, njihovo se ponašanje ne može u potpunosti opisati trenutnim teorijama. Stoga su u tijeku napori da se razviju nove teorije koje se mogu primijeniti na nanoskalu.