การผลิตระดับโมเลกุลเป็นการใช้สมมุติฐานในอนาคตของ "แอสเซมเบลอร์" ที่ประกอบขึ้นเป็นนาโนในการสร้างผลิตภัณฑ์อะตอมโดยอะตอม แอสเซมเบลอร์โมเลกุลจะเป็นหุ่นยนต์หุ่นยนต์ระดับนาโนที่สามารถวางอะตอมเดี่ยวเช่นคาร์บอนลงบนพื้นผิวด้วยความแม่นยำของอะตอม คนทุกวันจะได้สัมผัสกับเทคโนโลยีนี้ในรูปแบบของ "นาโนแฟคตอรี่" ซึ่งเป็นหน่วยผลิตโมเลกุลเดสก์ท็อปในตัวที่ใช้วัสดุวัตถุดิบบริสุทธิ์เช่นก๊าซโพรเพน
สำหรับแอสเซมบลีโมเลกุลจะเป็นประโยชน์กับมนุษย์มันจะต้องสามารถทำสำเนาของตัวเอง มิฉะนั้นจะใช้เวลานานเกินไปสำหรับแอสเซมเบลอร์เดี่ยวในการสร้างขนาดหรือมูลค่าที่สำคัญ หากมีผู้ประกอบการขนาดใหญ่จำนวนมากที่จะร่วมมือกันพวกเขาสามารถสร้างผลิตภัณฑ์ขนาดมหึมาด้วยความแม่นยำระดับปรมาณูโดยใช้กระบวนการอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่มีปริมาณงานสูง สิ่งนี้มีความสำคัญพอที่หากเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคเทคโนโลยีจะเปิดตัวการปฏิวัติอุตสาหกรรมอีกครั้งอาจมีการเปลี่ยนแปลงมากกว่าสองสิ่งแรกที่รวมเข้าด้วยกัน
แอสเซมบลีโมเลกุลและการผลิตโมเลกุลไม่มีอะไรใหม่ เรามีล้านล้านพวกมันในร่างกายของเรา: ออร์แกเนลล์เรียกว่าไรโบโซม ไรโบโซมทำงานเป็นจำนวนมากในการสังเคราะห์โปรตีนในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดในธรรมชาติตั้งแต่จุลินทรีย์ระดับเอ็กซ์ตรีมพีไฟล์ไปจนถึงปลาวาฬสีน้ำเงิน การออกแบบขั้นพื้นฐานของพวกเขาเหมือนกันเพราะทุกสิ่งมีชีวิตวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมที่มีกลไกการสังเคราะห์โปรตีนพื้นฐานแล้ว แน่นอนว่าไรโบโซมยังสามารถจำลองตัวเองได้
ถ้าอนินทรีย์แอสเซมบลีโมเลกุลถูกสร้างขึ้นสามารถทำสำเนาของตัวเองมันสามารถสร้างรูปแบบใหม่ของ "ชีวิต" แม้ว่าประเภทควบคุมโดยตรงโดยการเขียนโปรแกรม ความคิดนี้เรียกว่าการผลิตโมเลกุลและรายละเอียดทางเทคนิคบางอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ผลจริง นักทฤษฎีได้ออกแบบอุปกรณ์นาโนสเกลมอเตอร์แบตเตอรี่แบตเตอรี่สายไฟแท่งเคลื่อนที่ตัวเรียงลำดับเพลาและอื่น ๆ อุปกรณ์ระดับนาโนเหล่านี้บางส่วนได้ถูกสร้างขึ้นมาแล้วและบางส่วนกำลังทำงานอย่างแข็งขัน
การผลิตระดับโมเลกุลนั้นมีศักยภาพที่จะทำให้สังคมกลับหัวกลับหาง แต่ก็แทบไม่มีใครได้ยิน บ่อยครั้งที่ความคิดเกี่ยวกับการผลิตโมเลกุลถูกรวมเข้าด้วยกันหรือนำไปประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้อื่น ๆ ของสาขานาโนเทคโนโลยีที่กว้างขึ้นโดยทั่วไป การศึกษาหนึ่งพบว่าความคิดเห็นของประชาชนเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีสามารถจัดการได้อย่างง่ายดายโดยการเปลี่ยนเพียงไม่กี่ประโยคในการแนะนำหัวข้อ ช่องว่างของความรู้เหล่านี้น่าเป็นห่วงสำหรับผู้สร้างอนาคตและผู้กำหนดนโยบายบางคนที่ต้องการดูการอภิปรายเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในอนาคตของการผลิตโมเลกุลและวิธีที่อาจถูกควบคุม
