นาโนแฟคตอรีเป็นแอปพลิเคชั่นมาตรฐานที่เสนอสำหรับการผลิตโมเลกุลรุ่นแรกหรือที่รู้จักกันในนามนาโนนาโนเทคโนโลยี การผลิตระดับโมเลกุลเป็นเทคโนโลยีแห่งอนาคตที่จะใช้อาร์เรย์ของระบบเครื่องจักรระดับนาโน ("nanoassemblers") จำนวนมากเพื่อสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ระดับมหภาคโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่าชุดประกอบแบบมาบรรจบกัน ในการประกอบแบบคอนเวอร์เจนซ์สายการประกอบของแขนกลที่มีขนาดใหญ่ขึ้นจะประกอบชิ้นส่วนย่อยของผลิตภัณฑ์และส่งต่อไปยังขั้นตอนต่อไปของแขนกลที่มีขนาดใหญ่กว่าจนในที่สุดผลิตภัณฑ์ที่มนุษย์สามารถใช้งานได้
เนื่องจากผู้ผลิตนาโนเหล่านี้จะอยู่กับที่และทำงานในสายการประกอบเหมือนโรงงานทั่วไปความอันตรายของ nanomachines เหล่านี้จะหลุดออกไป ผู้มีวิสัยทัศน์นาโนเทคโนโลยีมีความกังวลในเรื่องของเทคโนโลยีที่เสนอมาจากนิยายวิทยาศาสตร์แนวแฟนตาซีเช่น "Prey" ของ Michael Crichton ซึ่งแสดงให้เห็นว่า แนวคิดของนาโนแฟคทอรีให้การตอบโต้อย่างรุนแรงต่อสถานการณ์ภัยพิบัติดังกล่าว
เนื่องจากกฎหมายที่ปรับขนาดทำให้โรงงานนาโนแฟคเตอร์สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์ ระบบหุ่นยนต์ระดับมหภาคเช่นหุ่นยนต์ที่ใช้ในการประกอบรถยนต์ใช้แขนกลที่เคลื่อนไหวช้ามากตามมาตรฐานนาโนเทคโนโลยี แขนกลที่ทำงานในระดับโมเลกุลสามารถทำการประกอบชิ้นงานได้อย่างรวดเร็วตามคำสั่งของ GHz (พันล้านครั้งต่อวินาที) มากกว่า Hz เพียงอย่างเดียว การคำนวณเบื้องต้นแนะนำว่าโรงงานนาโนสามารถประมวลผลมวลของตัวเองในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง
ด้วยการเขียนโปรแกรมขั้นสูง nanofactory จะช่วยให้ผู้ใช้สามารถระบุการแต่งหน้าของผลิตภัณฑ์ด้วยความแม่นยำระดับอะตอมซึ่งเป็นการเปิดภาคส่วนใหม่ที่กว้างขวางของพื้นที่การออกแบบ ผลิตภัณฑ์ในปัจจุบันของเราจำนวนมากประสบกับความอ่อนแอหรือไม่สมบูรณ์เพราะผลิตผ่าน "เคมีจำนวนมาก"; การรวมกันเป็นพันล้านหรือล้านล้านอะตอมด้วยวิธีจับจดแทนที่จะสร้างผลิตภัณฑ์ผ่านการวางตำแหน่งอะตอมอย่างแม่นยำ หากสร้างโรงงานนาโนได้สำเร็จก็สามารถตั้งโปรแกรมให้ผลิตนาโนโรงงานเพิ่มเติมได้โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายใด ๆ นอกจากวัตถุดิบและโปรแกรมที่จำเป็น เมื่อโรงงานนาโนกลายเป็นจริง (อาจจะภายในปี 2015) พวกเขามีแนวโน้มที่จะปฏิวัติการผลิตทุกภาคส่วน
