El primero es la nanotecnología molecular propuesta por el científico estadounidense Dr. Drexler en 1986 en su libro "La máquina de la creación". Según este concepto, se puede hacer práctica una máquina que combine moléculas, de modo que se puedan combinar varias moléculas a voluntad para crear cualquier tipo de estructura molecular. La nanotecnología no ha logrado avances significativos con este concepto.
El segundo concepto define la nanotecnología como el límite de la tecnología de procesamiento de credenciales. Es decir, una tecnología que forma artificialmente estructuras a nanoescala mediante un "procesamiento" de precisión nanométrica. Esta tecnología de procesamiento a nanoescala también lleva al límite la miniaturización de semiconductores. Incluso si la tecnología existente continúa desarrollándose, eventualmente alcanzará su límite en teoría, porque si el ancho de la línea del circuito disminuye gradualmente, la película aislante que forma el circuito se volverá extremadamente delgada, destruyendo el efecto de aislamiento. Además, existen problemas como fiebre y temblores. Para solucionar estos problemas, los investigadores están trabajando en nueva nanotecnología.
El tercer concepto se propone desde una perspectiva biológica. Resulta que los seres vivos tienen estructuras a nanoescala en células y biopelículas.