Nanotechnologinės medžiagos – tai objektai, kurių skersmuo yra nuo 1 iki 100 nanometrų, o vienas nanometras lygus vienai milijardajai metro daliai. Iš esmės visos gamtoje randamos medžiagos yra pagamintos nanoskalėje, tačiau objektai, kuriais žmonės molekuliniu lygiu manipuliuoja, kad sukurtų ką nors naujo, yra nanotechnologijų medžiagos. Geriausias ankstyvas šios technologijos pavyzdys yra anglies nanovamzdelis, pagamintas pakeitus anglies molekulių matmenis į korio gardelę. Anglies nanovamzdeliai sukuria grafito lakštą, kuris yra žymiai lengvesnis ir tvirtesnis nei plienas. Tokie gaminiai kaip dviračių rėmai, baterijos ir teniso raketės yra pavyzdžiai, ką galima pagaminti iš anglies nanovamzdelių.
Dažnas nanotechnologijų medžiagų pavyzdys yra titano dioksodas, kuriuo manipuliuojama kuriant tokius produktus kaip apsauginis kremas nuo saulės, kuris blokuoja ultravioletinius (UV) spindulius ir kartu leidžia įdegti. Kitas svarbus produktas iš titano dioksido yra saulės baterija, kuri sustiprina saulės spindulių gaunamą energiją, todėl energijos šaltinis yra efektyvesnis ir galingesnis. Tyrėjai išsiaiškino, kad cinko oksidas yra dar vienas nanotechnologinių medžiagų pavyzdys, turintis panašių pranašumų kaip titano oksidas, įskaitant gebėjimą blokuoti UV spindulius ir sustiprinti šviesos gaudymo saulės baterijose poveikį.
Tiek sidabro, tiek aukso dalelės yra galingos nanotechnologijų medžiagos, siūlančios naujus sprendimus įvairiose pramonės šakose. Pavyzdžiui, sidabro nanodalelės buvo trimituojamos kaip sprendimas viskam – nuo geresnės dantų pastos iki galimo gydymo nuo infekcinių ligų. Aukso nanodalelės taip pat gali būti svarbios medicininės paskirties – nuo vėžio nustatymo ankstyvose stadijose iki artrito gydymo. Tiek sidabro, tiek aukso nanodalelės gali būti naudojamos elektroniniams laidams, o tai suteikia daugiau lankstumo ir galios nei tradiciniai metodai.
Daugelis nanotechnologijų medžiagų taip pat gaunamos iš įprastesnių šaltinių. Nano lygiu manipuliuojamos molio dalelės sukuria tvirtesnį polimerą, kuris taip pat yra lengvesnis ir atsparesnis temperatūrai. Paprastai molio pagrindu pagaminti polimerai gali būti naudojami drabužiams, namų apyvokos daiktams ir automobilių dalims. Statybų pramonė tiria būdus, kaip patobulinti įprastas medžiagas, tokias kaip cementas ir stiklas, kad būtų sukurtos naujos medžiagos, kurios būtų efektyvesnės energijos, lengviau gaminamos ir ekologiškesnės.
Daugelis nanotechnologijų medžiagų buvo prieštaringos. Manipuliuojant medžiagomis molekuliniu lygmeniu atsiranda toksiškumo galimybė tiek pačiai medžiagai, tiek šalutiniam produktui. Kiti rūpesčiai yra energijos suvartojimas kuriant medžiagas ir tai, kad jos dar turi įrodyti, kad jos laikosi laiku. Nepaisant to, nanotechnologijų medžiagos yra kuriamos, nes žadama didesnių naujovių elektronikos, tekstilės, gamybos srityse ir jų galimo revoliucinio poveikio medicinai.