纳米技术行业是一个跨学科的研究和开发领域，涉及大多数的生命科学和物理科学。截至2011年，分子纳米技术主要集中在医学、军事系统、能源和计算机科学这四个关键领域的发展，尽管研究几乎可以触及任何工业或商业利益领域。21世纪初，纳米技术公司商业模式的重点往往是在材料科学、药物创造和输送系统。这是因为制造独特的化学和材料结构比未来更成熟的纳米技术更容易工程化，而未来的纳米技术将越来越注重为执行特定任务而建造的自主、自我复制的机器。

由于纳米技术产业的基础非常广泛，并为几乎所有的过程带来了材料和机械功能的改进，所以纳米技术教育必须试图传达一种对许多研究领域的理解。这常常导致某些领域的专家，如物理学、化学或晶体学的专家，在微生物学和电气工程等领域进行交叉培训，以便他们能够在其他学科中工作，充分理解分子尺度上的作用过程。进入纳米技术领域的新学生需要对人类知识的几个领域有基本的了解。这些知识包括物理学、化学、微生物学和相关的生命科学，以及这些科学在各个工程领域的实际应用。

新兴的纳米技术产业的发展得到了世界各国政府的资助，包括欧盟、日本、印度、俄罗斯、美国和澳大利亚。据估计，截至2011年，全球每年用于此类研究的费用为100亿美元，预计到同年年底，这一数字将增加到650亿美元。据估计，到2014年，全球的研究支出将达到1,000亿美元，到2015年，应该接近2,500亿美元。发展中国家也在大力投资纳米技术产业，2011年中国的支出超过了美国的支出。

在许多方面，成功地建立任何可行的纳米技术应用是一场通往终点的竞赛，获胜者将拥有设备或材料的专利，这些设备或材料有可能产生全球影响，并以不可预见的革命性方式改变社会。许多科学家认为纳米技术产业是第二次工业革命的开端，它正在世界各地的实验室中悄然发生，而公众基本上没有注意到它。尽管截至2011年，已经有数千种产品和材料在零售市场上销售，这些产品和材料的功能都是在纳米技术规模下设计的。

人们对纳米技术产业的广泛兴趣直接导致了它是一门多么具有普遍意义的科学。它有能力将任何已知的化学或机器过程，通过控制在原子和分子尺度上发生的反应，使其更加高效和强大，这在人类历史上是前所未有的。将这些过程的控制放大到人类日常活动的宏观水平，有可能使工业过程能够100%地回收其废品，或将前几代社会产生的废物，通过重建其基本分子结构，将其提炼成有用的新材料。

纳米技术机器也有可能绕过人类理解中的基本障碍。作为一种通用机械，这种程序化的微观机器有朝一日能够通过从分子尺度开始制造新的细胞或器官来替换人体中受损的细胞或器官，而不需要了解首先是什么导致了器官故障的发生。因此，纳米技术行业的目标是利用化学、物理和生物方面的知识，作为一种流水线工人的形式，用新的材料和系统取代破旧的材料和系统，同时利用潜在的废料作为源物质来实现这一目标。像树木这样的自然系统自古以来就一直在这样做，通过一个个细胞构建复杂的结构，但是，直到最近，人类社会只是在塑造和利用这种成长的最终结果。

K.Eric Drexler及其1986年出版的《创造的引擎》和Richard Feynman 1959年的演讲《底部有很多空间》都被认为是引发纳米技术产业对科学和工程兴趣的基本火花。德雷克斯勒认为，创造自我复制的分子机器没有根本的限制，最终可以用一般的源物质制造任何设备或材料。费曼也提倡同样的观点，他说直接操纵原子是一种实际的可能性。