Nanodalelės įgavo didelę reikšmę XXI amžiaus pradžioje dėl nanotechnologijų pramonės plėtros, todėl buvo atlikta daug tyrimų, siekiant rasti pigius, patogius ir saugius gamybos būdus. Nanodalelių biosintezė – nanodalelių gamyba gyvų organizmų ar biologinės kilmės medžiagų – yra daug žadantis kelias. Galima naudoti daugybę biosintezės tipų – pavyzdžiui, nanodalelės gali būti sintezuojamos naudojant gyvas bakterijas ar grybus arba augalų ekstraktus. Šie metodai gali suteikti pranašumų, palyginti su tradiciniais nanodalelių sintezės metodais, nes jie yra nekenksmingi aplinkai, gali vykti maždaug kambario temperatūroje arba žemesnėje temperatūroje ir nereikalauja mažai įsikišimo ar energijos sąnaudų. Aptariami organizmai paprastai lengvai auginami paprastoje organinėje terpėje, yra atsinaujinantys ištekliai ir paprastai gali būti tiesiog palikti atlikti savo darbą.
Jau seniai žinoma, kad įvairūs organizmai gali sintetinti neorganines daleles, įskaitant silicio dioksidą ir kalcio karbonatą, arba kreidą. Daugelis mikroorganizmų gali redukuoti metalo jonus į metalus. Kai kurios bakterijos gali gaminti magnetinę medžiagą redukuodami geležies junginius, įtraukdamos magnetines nanodaleles į savo ląstelėse esančius kūnus, vadinamus magnetosomomis. Susidomėjimas šia mikrobų veikla paskatino sukurti technologijas, skirtas nanodalelių biosintezei.
Sidabro ir aukso nanodalelės yra ypač įdomios, nes jas galima pritaikyti labai įvairiai, o pagrindinis dėmesys nanodalelių biosintezės tyrimams buvo skirtas šiems metalams. Nors žinomesnių formų metalai nėra labai reaktyvūs, jie, kaip ir daugelis medžiagų, yra daug reaktyvesni nanodalelių pavidalu. Taip yra daugiausia dėl daug didesnio paviršiaus ploto ir tūrio santykio. Sidabro ir aukso nanodalelės gali būti naudojamos kaip katalizatoriai, antibakterinės medžiagos, vaistų tiekimo sistemos, gydymas nuo vėžio ir įvairių biocheminių medžiagų stebėjimas.
Daugybė bakterijų tipų buvo sėkmingai panaudoti nanodalelių biosintezėje. Tai gali vykti tiek ląstelėje – gyvų ląstelių viduje, tiek ekstraląsteliniu būdu – už ląstelių ribų. Nustatyta, kad viena lengvai prieinamos bakterijos Escherichia coli padermė gamina viduląstelines ir tarpląstelines sidabro nanodaleles, kai į auginimo terpę įpilama sidabro nitrato (AgNO3) tirpalo. Daugelis kitų bakterijų, įskaitant melsvades, taip pat gali gaminti sidabro nanodaleles iš sidabro nitrato. Manoma, kad bakterijos nitrato anijoną (NO3-) naudoja kaip azoto šaltinį, palikdamos metalinį sidabrą.
Aukso nanodaleles bakterijos susintetino iš vandenyje tirpių aukso ir chloro junginių, žinomų kaip chloroauratai, kuriuose yra AuCl4-anijono. Šiam tikslui buvo sėkmingai panaudotos įvairios bakterijos, o nanodalelės gali būti gaminamos bakterijų ląstelėse ir išorėje. Kai kuriais atvejais pagamintų aukso nanodalelių forma gali būti kontroliuojama reguliuojant terpės pH.
Grybai ir žydintys augalai taip pat buvo eksperimentiškai naudojami nanodalelėms sintetinti. Nustatyta, kad preparatai iš kelių rūšių Aspergillus ir kitų pelėsių, taip pat bent vienos rūšies valgomųjų grybų gamina ekstraląstelines sidabro ir aukso nanodaleles. Pastebėta, kad daugelio žydinčių augalų ekstraktai, įskaitant alaviją ir pelargonijų rūšį Pelargonium graveolens, sudaro sidabro ir aukso nanodaleles, susimaišius su tinkamais tirpiais šių metalų junginiais.