Nanotehnološki materijali su građevinski objekti veličine između 1 i 100 nanometara, pri čemu je jedan nanometar jednak milijardu metra. U biti, svi materijali koji se nalaze u prirodi konstruirani su na nanorazini, ali objekti kojima ljudi manipuliraju na molekularnoj razini kako bi izgradili nešto novo predstavljaju nanotehnološke materijale. Najbolji rani primjer ove tehnologije je ugljikova nanocijev, napravljena promjenom dimenzija molekula ugljika u rešetku saća. Ugljične nanocijevi stvaraju grafitnu ploču koja je znatno lakša i čvršća od čelika. Proizvodi kao što su okviri za bicikle, baterije i teniski reketi primjeri su onoga što se može napraviti od ugljikovih nanocijevi.
Uobičajeni primjer nanotehnoloških materijala je titanov dioksod, kojim se manipulira kako bi se stvorili proizvodi kao što je krema za sunčanje koja blokira ultraljubičaste (UV) zrake, a istovremeno omogućuje preplanulost. Drugi važan proizvod od titanovog dioksida je solarna ploča koja pojačava energiju primljenu od sunčeve svjetlosti, što čini učinkovitijim i snažnijim izvorom energije. Istraživači su otkrili da je cink oksid još jedan primjer nanotehnoloških materijala sa sličnim prednostima kao i titanov oksid, uključujući sposobnost blokiranja UV zraka i intenziviranja učinaka hvatanja svjetlosti u solarnim panelima.
I čestice srebra i zlata moćni su materijali nanotehnologije, nudeći nova rješenja u raznim industrijama. Nanočestice srebra, na primjer, trube su kao rješenje za sve, od bolje paste za zube do mogućeg lijeka za zarazne bolesti. Nanočestice zlata također imaju potencijalno važne medicinske primjene, od otkrivanja raka u ranim fazama do liječenja artritisa. Nanočestice srebra i zlata mogu se koristiti za elektroničko ožičenje, što pruža veću fleksibilnost i snagu od tradicionalnih metoda.
Mnogi nanotehnološki materijali također dolaze iz uobičajenih izvora. Čestice gline kojima se manipulira na nano razini stvaraju jači polimer koji je također lakši i otporniji na temperature. Općenito, polimeri na bazi gline mogu se koristiti u odjeći, kućanskim predmetima i dijelovima automobila. Građevinska industrija istražuje načine poboljšanja uobičajenih predmeta kao što su cement i staklo kako bi se stvorili novi materijali koji su energetski učinkovitiji, lakši za proizvodnju i ekološki održiviji.
Mnogi nanotehnološki materijali bili su kontroverzni. Manipuliranje materijalima na molekularnoj razini dovodi do mogućnosti toksičnosti i samih materijala i nusproizvoda. Ostale brige su potrošnja energije u stvaranju materijala i činjenica da oni tek trebaju dokazati da izdrže na vrijeme. Unatoč tome, nanotehnološki materijali se razvijaju zbog obećanja veće inovacije za elektroniku, tekstil, proizvodnju i njihovog potencijalno revolucionarnog učinka na medicinu.