Tranzistoriai yra pagrindinės daugumos elektronikos, įskaitant visus kompiuterius ir radijas, sudedamosios dalys. Nanotranzistorius yra tranzistorius, kurio matmenys matuojami nanometrais. Pavyzdžiui, 300 nanometrų (milijardinių metro dalių) skersmens tranzistorius būtų nanotranzistorius. Tranzistoriai naudojami elektroniniams signalams perjungti ir stiprinti. Sujungus milijonus ir milijardus, jie gali būti naudojami kuriant sudėtingus programuojamus informacijos procesorius, plačiau žinomus kaip kompiuteriai. Skaičiavimo ir ryšių įmonės kasmet investuoja šimtus milijonų dolerių į mokslinius tyrimus, kad sukurtų mažesnius tranzistorius.
Tranzistoriaus miniatiūravimas buvo 50 metų mažesnių kompiuterių pažangos bruožas. Pagal tendenciją, vadinamą Moore’o įstatymu, tranzistorių, kuriuos inžinieriai sugebėjo sutalpinti į fiksuoto dydžio lustą, skaičius nuolat padvigubėjo kas 18–24 mėnesius. Taigi visa kompiuterijos istorija susidėjo iš daugybės dešimčių padvigubėjimų. Deja, kompiuterijos pramonei ši tendencija negali būti išlaikyta amžinai – nedideli srovės tranzistorių dydžiai pradeda prieštarauti fizikos dėsniams.
Pastangos pagaminti mažesnį nanotranzistorių yra postūmis įvykdyti Moore’o dėsnį ir klientams pateikti geresnę ir greitesnę elektroniką. Įprasta fotolitografija riboja nanotranzistoriaus mažumo ribą, todėl bandoma taikyti naujus metodus, įskaitant mikrobų naudojimą ir lėtą cheminį garų nusodinimą tranzistoriaus komponentams sintetinti. Pastangos gaminti nanotranzistorius yra nanotechnologijų priešakyje.
2001 m. lapkritį Bell Labs mokslininkai padarė didelį žingsnį į priekį siekdami mažesnių nanotranzistorių, gamindami individualiai adresuojamus nanotranzistorius pagal atskiros molekulės mastą. Šie prietaisai tokie maži, kad ant smeigtuko galvutės tilptų apie 10 mln. Iššūkis sukurti mažyčius elektrodus šiems tranzistoriams buvo išspręstas naudojant savaiminį surinkimą – sujungiant molekules į tam tikrą mišinį, dėl kurio jos susijungia ir susirenka be tiesioginio inžinieriaus įsikišimo. Deja, šis metodas vis dar yra eksperimentinis ir masinei gamybai dar neperspektyvus.
2008 m. sausio mėn. Ilinojaus universiteto mokslininkai padarė dar vieną nanotranzistorių kūrimo etapą, kai sukonstravo nanotranzistorių radiją, kurios aktyvieji komponentai yra pagaminti tik iš anglies nanovamzdelių. Anglies nanovamzdeliai yra itin lanksčios medžiagos, turinčios neprilygstamą stiprumą ir naudingumą elektronikoje.
Kadangi nanotranzistoriai yra tokie maži, jų elgesio negalima visiškai apibūdinti dabartinėmis teorijomis. Todėl buvo dedamos pastangos kuriant naujas teorijas, kurias būtų galima pritaikyti nanoskalėje.