Nanofabrikas yra standartinis pasiūlymas pirmosios kartos molekulinei gamybai, dar žinomai kaip molekulinė nanotechnologija. Molekulinė gamyba yra futuristinė technologija, kuriai būtų naudojama daugybė nano lygio mašinų sistemų (“nano surinkėjų”), kad būtų sintetinami makro masto produktai, naudojant procesą, vadinamą konvergentiniu surinkimu. Konvergencinio surinkimo metu laipsniškai didesnių manipuliatoriaus ginklų surinkimo linija surenka gaminio sudedamąsias dalis ir perduoda juos kitam didesnių manipuliatoriaus ginklų etapui, kol galiausiai sukuriamas žmonėms tinkamas produktas.
Kadangi šios nanosurinkimo mašinos būtų stacionarios ir dirbtų surinkimo linijoje kaip įprastoje gamykloje, pavojaus, kad šios nanomašinos atsilaisvins ir pradės veikti, nėra. Nanotechnologijų vizionieriai jau seniai nerimauja dėl neigiamo poveikio jų pasiūlytoms technologijoms, pagrįstoms išgalvotomis mokslinės fantastikos istorijomis, tokiomis kaip Michaelo Crichtono „Grobis“, kuriame „nanotechnologijos“ vaizduojamos kaip autonominių mašinų spiečius, pasižymintys savaime besivystančiomis galimybėmis. Nanofabriko sąvoka yra tvirtas tokių nelaimių scenarijų atkirtis.
Dėl mastelio dėsnių nanofabrikai gali būti itin produktyvūs. Makro masto robotikos sistemose, tokiose kaip robotika, naudojama automobiliams surinkti, naudojamos manipuliatoriaus rankos, kurios pagal nanotechnologinius standartus juda labai lėtai. Molekuliniu lygmeniu veikiančios manipuliatoriaus rankos surinkimo operacijas galėtų atlikti labai greitai – GHz (milijardai kartų per sekundę), o ne vien Hz. Preliminarūs skaičiavimai rodo, kad nanofabrikas galėtų apdoroti savo masę per kelias valandas.
Naudojant pažangų programavimą, nanofabrikas leistų vartotojui atominiu tikslumu nurodyti gaminio sudėtį, atveriant didžiulius naujus dizaino erdvės sektorius. Daugelis mūsų dabartinių gaminių turi silpnybių ar netobulumų, nes yra pagaminti naudojant „masinę chemiją“; atsitiktinai sumesti milijardus ar trilijonus atomų, o ne kurti produktus tiksliai nustatant atominę padėtį. Jei nanofabrikas būtų sukurtas sėkmingai, jis taip pat galėtų būti užprogramuotas gaminti papildomas nanofabrikus už tik žaliavas ir reikalingą programavimą. Kai nanofabrikai taps realybe (galbūt iki 2015 m.), jie greičiausiai pakeis kiekvieną gamybos sektorių.