Nanomakinler, boyutları veya bileşenleri nanometre cinsinden ölçülen çok küçük makinelerdir. Bir nanomakin, 1.000 nanometreden daha büyük olabilir, ancak genellikle 10.000 nanometreden (10 mikron) daha büyük olamaz. Nanomakinlerin tasarlanması ve üretilmesi, nanoteknolojinin geniş ve iyi finanse edilmiş disiplininde bir amaç olmakla birlikte, nanoteknoloji alanındaki birçok çalışan pasif nano ölçekli materyaller tasarlama konusunda daha az hırslı bir yol izlemektedir. Bir nanomakin, nano ölçekli bileşenlere sahip aktif, işleyen bir sistemi ifade eder.
İnsan vücudu tartışmasız kütlesinin çoğunu oluşturan nanomakinelerle doludur. Bir hücre bir nanomakin olarak düşünülebilir, çünkü nano ölçekli bileşenlerden oluşur. Daha da belirgin bir nanomachin, proteinleri sentezleyen moleküler fabrikalar olan ribozomlar olacaktır. Ribozomların çapı yaklaşık 20 nanometredir. Diğer biyolojik nanomakinler, bakteri ve virüsler olabilir.
Şu anda, nanomakinler hala temel olarak araştırma-geliştirme aşamasındalar, ancak araştırmacılar uzun vadeli potansiyelleri için çok umutlu. Nisan 2008'de UCLA'daki California NanoSystems Enstitüsü'ndeki Nano Makine Merkezi'nden araştırmacılar tarafından açıklanan bir nanomakin, ışıkla aktive edildiklerinde hücre içinde kanser önleyici ilaçları serbest bırakabiliyor. Nano-pervane denilen makine, ışığa maruz kalmaya bağlı olarak iki farklı pozisyon arasında geçiş yapabilen bir kimyasal olan azobenzen kaplı gözenekli, gözenekli silika nanoparçacıklarından oluşur. Nano-alıcının iç kısmı bir anti-kanser ilacı ile dolduruldu, sonra kültürdeki insan kanser hücrelerine sokuldu, burada yüklerini boşaltmak için ışığa maruz kaldıklarında eşeksen edildiler. Işığın yoğunluğuna ve dalga boyuna göre değişiklik yapmak araştırmacılara nanomakinleri üzerinde tam kontrol sağladı.
Diğer ilginç nanomakineler, Nadrian Seeman'ın New York Üniversitesi Kimya Bölümü'ndeki laboratuvarı tarafından yapılmıştır. Seeman, DNA kullanarak konfigürasyonlar arasında değişen aktif ızgara dizileri ve hatta moleküler "bacaklar" üzerinde ilerleyebilen bir DNA "yürüteç" üretti. Seeman'ın laboratuvarı, DNA'nın nanomakinler için bir yapı malzemesi olarak çok yönlülüğünü göstermiştir.
Nanomakinler sadece araştırma aşamasında olsalar da, en büyük uzun vadeli etkileri imalat, tıp ve ordu alanlarında olabilir. Nanomakinler kendi kendini çoğaltmaya koaksiye edilebiliyorsa veya kendi kendine montaj kullanarak büyük miktarlarda inşa edilebiliyorsa ve nesneler oluşturmak için kooperasyona programlanabiliyorsa, bugün var olan her şeyden çok daha fazla kapasiteye sahip özel bir üretim sistemine oluşturulabilirler. Böyle bir varsayımsal masaüstü cihaz nanofaktör olarak adlandırılmıştır.
