Les nanosciences et nanotechnologies (d'après le grec νάνος nain) peuvent être définies a minima comme l'ensemble des études et des procédés de fabrication et de manipulation de structures (éléctroniques, chimiques, etc...), de dispositifs et de systèmes matériels à l'échelle du nanomètre (nm). Dans ce contexte, les nanosciences sont l’étude des phénomènes et de la manipulation de la matière aux échelles atomique, moléculaire et macromoléculaire, où les propriétés diffèrent sensiblement de celles qui prévalent à une plus grande échelle. Les nanotechnologies, quant à elles, concernent la conception, la caractérisation, la production et l’application de structures, dispositifs et systèmes par le contrôle de la forme et de la taille à une échelle nanométrique[1]. Malgré la relative simplicité et la précision de ces définitions, les NST présentent plusieurs acceptions liées à la nature transversale de cette jeune discipline. En effet, elles utilisent, tout en permettant de nouvelles possibilités, des disciplines telles que l'optique, la biologie, la mécanique, la chimie, ou encore la microtechnologie. Ainsi, comme le reconnaît le portail français officiel des NST, « les scientifiques ne sont pas unanimes quant à la définition de nanoscience et de nanotechnologie[2] ». Les nanomatériaux ont été reconnus comme toxiques pour les tissus humains et les cellules en culture[3],[4],[5],[6],[7]. La nanotoxicologie étudie les risques environnementaux et sanitaires liés aux nanotechnologies. La dissémination à large échelle de nanoparticules dans l'environnement est sujette à des questions éthiques.

Les nanotechnologies bénéficient de plusieurs milliards de dollars en recherche et développement[8]. L'Europe a accordé 1,3 milliard d’euros pendant la période 2002-2006[9]. Certains organismes prétendent que le marché mondial annuel sera de l’ordre de 1 000 milliards de dollars américains dès 2015.

1911 : première utilisation du préfixe « nano » par un scientifique, qui veut dire nain en grec.
1956 : choix du préfixe « nano » par le BIPM comme une sous unité du mètre
1959 : Richard Feynman tient son discours au Caltech où il déclare « There is Plenty of Room at the Bottom » (Il y a beaucoup d'espace en bas, sous-entendu : à étudier)
1974 : première mention du terme nanotechnologie, forgé par Norio Tanigushi
1974 : invention de la diode moléculaire par A. Aviram et M. Ratner
1981 : invention du microscope à effet tunnel
1985 : découverte des fullerènes
1986 : invention du microscope à force atomique par des chercheurs d'IBM à Zurich
1986 : parution de Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology, de Kim Eric Drexler
1987 : la pointe du microscope à effet tunnel est utilisée par des chercheurs d'IBM pour faire commuter un seul interrupteur moléculaire
1990 : des chercheurs d'IBM écrivent le nom de leur société avec 35 atomes de xénon à l'aide d'un microscope à effet tunnel
1991 : découverte des nanotubes
1995 : premier contact électrique sur une seule molécule
1997 : premier amplificateur réalisé avec une seule molécule
1998 : première observation de la rotation d'une molécule rotor de 1 nm de diamètre
2001 : premier transistor réalisé avec un nanotube
2001 : invention de la molécule brouette par des chercheurs toulousains
2003 : Millipede, prototype de système de stockage de données, réalisé par IBM, et utilisant des perforations nanométriques
2004 : premiers microprocesseurs gravés avec une finesse de 0,09 µm, soit 90 nm, chez Intel et AMD
2005 : Intel construit des transistors de 65 nm
2006 : Intel est en phase de test pour la gravure en 45 nm qui devrait arriver en 2007
2007 : invention du premier dispositif mécanique moléculaire : un pignon le long d'une crémaillère
2011 : Intel commercialise les Sandy Bridge gravés en 32 nm
2012 : Intel commercialise les Ivy Bridge gravés en 22 nm