奈米機器人的運作尺度為奈米級，以十億分之一公尺為單位。它比病毒還小，比可見光的波長還要小。在這個尺度上，機器人並非帶有齒輪和馬達的微型機器，而是被設計用來執行特定功能的分子或分子組裝體。

自然界早已建構起奈米級機器。核醣體是分子組裝器。 ATP合成酶是旋轉馬達。驅動蛋白沿著微管運動。科學家們藉鏡了這些設計。 DNA摺紙術將DNA鏈折疊成各種形狀。分子馬達將化學能轉化為運動。有些奈米機器人是能夠回應磁場或光的微小粒子。

奈米機器人方法

• 基於DNA的自組裝藥物遞送結構。
• 分子馬達：合成的或生物的，由 ATP 提供動力。
• 磁性奈米粒子：受外部磁場控制。
• 光驅動：由特定波長的光激活。
• 雜交種：結合了生物成分和合成成分。

奈米機器人目前主要處於研究階段。其長期目標是應用於醫療領域：一種能夠在血液中游動、識別癌細胞並精準釋放藥物的機器人，這將消除化療的副作用。其他應用領域包括環境治理、分子製造和分子級計算。然而，挑戰依然巨大。如何為奈米機器人供電？如何控制它？如何與它通信？如何製造數十億個奈米機器人？這些問題至今尚未解決。儘管該領域尚處於起步階段，但前景廣闊。一種分子大小的機器，能夠修復細胞或建造材料，這是一個極具震撼力的想法，並且正在逐步變成現實。