Nanotechnologijų įmonės, kaip ir bet kurios kitos mokslinių tyrimų ir plėtros įmonės, atlieka įvairius dalykus, nors didžioji jų darbo dalis yra susijusi su nanotechnologijų kūrimu ir įgyvendinimu. Šios įmonės dažnai užsiima farmacijos ar sveikatos priežiūros tyrimais ir medicininiu darbu, nors taip pat gali būti plėtojami kiti galimi jų darbo panaudojimo būdai. Tai paprastai apima bet kokį darbą, kuris gali būti pelningas nanotechnologijų srityje dirbančiai įmonei, pavyzdžiui, gynybos ar karinis darbas. Nanotechnologijų įmonės paprastai finansuoja ir atlieka tyrimus, susijusius su nanomašinų kūrimu ir panašiais nanotechnologijų pritaikymais.
Apskritai nanotechnologijų įmonės investuoja į mokslinius tyrimus ir naujų technologijų, naudojančių nanomašinų ir panašių kūrimo koncepcijų pranašumus, kūrimą. Nanomašinos yra įrenginiai, galintys vykdyti gana sudėtingas programas, tokias kaip kitos mašinos ir kompiuteriai, tačiau jos egzistuoja itin mažu mastu. Šie prietaisai greičiausiai būtų mikroskopinio dydžio ir gali būti mažesni nei viena žmogaus ląstelė. Tokio tipo technologija leistų sukurti mažyčius aparatus, kuriuos būtų galima suleisti į žmogaus kraują, kad būtų galima kovoti su tokiomis ligomis kaip virusai ir netgi kovoti su vėžinių ląstelių plitimu žmoguje.
Nanotechnologijų įmonės dažnai kuria tokias technologijas, nors apskritai šios nanomašinos vis dar iš esmės yra hipotetinės. Viena iš pagrindinių problemų, kurią turi spręsti nanotechnologijų įmonės, yra dydis ir tai, kaip tokio neįtikėtino mažumo įrenginius būtų galima užprogramuoti valdyti sudėtingas sistemas. Juk nanomašinos, skirtos sunaikinti vėžines žmogaus organizmo ląsteles, turi sugebėti atskirti tokias ląsteles nuo sveikų. Tokie prietaisai taip pat gali būti pritaikyti kariniams tikslams, nes nanomašina gali būti sukurta ir užprogramuota taip, kad atstatytų pažeistas žmogaus kūno ląsteles.
Teoriškai nanotechnologijų įmonės galėtų sukurti mikroskopines mašinas, kurios galėtų pataisyti mūšio lauke sužalotus audinius ir organus. Tai leistų išgydyti kario žaizdas viduje, o tai pareikalautų mažiau medicinos specialistų pastangų ir galbūt išgelbėtų šimtus ar tūkstančius gyvybių. Žinoma, yra ir kitų nanomašinų panaudojimo karinėse srityse, o kai kurios nanotechnologijų įmonės greičiausiai stengiasi sukurti tokius įrenginius.
Nanotechnologijų įmonė paprastai samdo mokslininkus, kurie specializuojasi molekulinės biologijos, kompiuterių mokslo ir robotikos srityse. Šios nanotechnologijų įmonės taip pat turi rasti būdą, kaip finansuoti tokius tyrimus, dažnai sudarydamos sutartis su vyriausybinėmis agentūromis arba kurdamos komercinius produktus. Jie taip pat paprastai siekia užtikrinti, kad laiko ir pinigų investicijos atsipirktų ir būtų sukurtas galutinis produktas, kurį būtų galima panaudoti įmonei finansiškai naudingu būdu.