Nanokompozitas yra dirbtinė medžiaga, sukurta siekiant pagerinti našumą bet kokioje unikalioje aplinkoje: struktūrinėje, funkcinėje ar kosmetinėje. Kaip ir kiti kompozitai, nanokompozitas turi bazinę terpę arba matricą, sudarytą iš plastiko, metalo arba keramikos, sujungtos su nanodalelėmis suspensijoje. Užpildo dalelės yra daug mažesnės nei įprastuose kompozituose ir yra didelių molekulių dydžio, mažiausiai šimtą kartų mažesnės už žmogaus kiaušialąstės branduolį.
Nanokompozito kieta bazinė terpė prasideda kaip skystis, kurį galima purkšti ant paviršiaus, išspausti arba įpurkšti į formą. Užpildo dalelės veikia priklausomai nuo jų formos: apvalios, kaip rutulys, arba ilgos ir plonos, kaip vamzdis. Fullerenai, nanodalelės, sudarytos tik iš anglies atomų, tokių kaip kauliukai ar nanovamzdeliai, yra daug mažesnės nei anglies pluoštai ar granulių užpildai, esantys įprastuose kompozituose. Šie fullerenai gali turėti bet kokį reaktyvių molekulių, naudojamų medicinoje, skaičių.
Kuo mažesnis užpildo dalelių dydis suspensijoje pagrindinėje terpėje, tuo didesnis paviršiaus plotas, skirtas sąveikai, ir tuo didesnė galimybė paveikti medžiagos savybes. Nanokompozitų formavimo stadijose bazinė terpė turi lengvai tekėti į formas. Kai kuriais atvejais užpildas turi sutapti su srautu tam tikromis kryptimis, kur reikalingas stiprumas arba laidumas, ir jo netrikdyti. Užpildai su dideliu ilgio ir pločio santykiu gerai susilieja skysto pagrindo sraute, kuris dar turi tapti kietas.
Padidėjęs mažesnių nanokompozitų dalelių paviršiaus plotas skatina jų difuziją ir verčia jas tolygiau pasiskirstyti, todėl medžiagos savybės yra nuoseklesnės. Nanodalelių susikaupimą tekėjimo ir bazinės terpės nustatymo metu sukelia liekamieji atominiai krūviai arba kai išsišakojančios dalelės susipainioja tekdamos viena į kitą. Nepageidaujamas ir netolygus sulipimas prisideda prie liekamųjų įtempių medžiagoje, kai pagrindinė terpė tampa kieta. Dėl netolygaus nanodalelių pasiskirstymo kritinėse vietose dizainas gali sugesti, nustoti veikti arba sulūžti. Vienas iš būdų, garantuojantis tolygų dalelių pasiskirstymą, yra sonochemija, kurios metu, esant ultragarso bangoms, susidaro burbuliukai, kurie subyra, tolygiau paskirstydami nanodaleles.
Iš daugelio nanokompozitinių medžiagų pritaikymo būdų kai kurie įdomūs yra elektroniniai, optiniai ir biomedicininiai. Nanokompozitai, jungiantys polimerinę bazinę terpę su anglies nanovamzdeliais, naudojami pakuojant elektroniką, kuriai reikalingi korpusai, kad būtų išsklaidyti statiniai elektros krūviai ir šilumos sankaupos. Kad būtų užtikrintas optinis skaidrumas, optimalaus dydžio nanodalelės neišsklaidys šviesos, bet leis jai prasiskverbti, tuo pačiu padidindamos medžiagos stiprumą. Fotovoltikoje kuo mažesnės dalelės, tuo didesnė saulės absorbcija, todėl gaminama daugiau elektros energijos. Kontaktiniuose lęšiuose esančios nanodalelės, suformuotos iš polimero pagrindo, keičia spalvą priklausomai nuo gliukozės kiekio paciento ašarų skystyje, o tai rodo, kad diabetu sergančiam žmogui reikia insulino.