Nanotechnologijos apima neįtikėtinai mažų, bet naudingų struktūrų kūrimą iš atskirų atomų. Tai gali būti miniatiūriniai robotai ar mašinos, kai kurios iš jų gali būti naudojamos tolimesnėms konstrukcijoms gaminti. Nanotechnologijų vaidmuo odontologijoje gali būti didžiulis, nes mažyčiai nanorobotai gali būti naudojami siekiant užkirsti kelią dantų ėduoniui, taisyti dantis ir tiekti vaistus į jų taikinius. Kiti būsimi naudojimo būdai galėtų apimti dantų problemų diagnozavimą ir gydymą bei medžiagų, pakeičiančių dantų emalį, kūrimą. Nanotechnologijos odontologijoje jau naudojamos siekiant geriau sukibti medžiagas ir dervas, skirtas naudoti odontologams.
Vienas iš galimų nanotechnologijų pritaikymo būdų odontologijoje yra kelių mažyčių nanorobotų, skirtų atlikti prevencines odontologijos užduotis burnoje, sukūrimas. Tokios miniatiūrinės mašinos galėtų būti užprogramuotos taip, kad patruliuotų dantis ir dantenas, pašalintų ir sunaikintų maisto daleles, kenksmingas bakterijas ir apnašas. Taip pat nanorobotai gali rasti ir ištaisyti ėduonies dėmes dantų emalyje. Jei pasiseks, tokia odontologijos pažanga gali baigtis dantų ligomis, tokiomis kaip dantenų ligos ir dantų ėduonis.
Nanotechnologijos odontologijoje taip pat gali būti naudingos tais atvejais, kai liga jau yra burnoje. Nanorobotai gali būti skirti anestezuoti atskirus dantis blokuojant nervų perdavimą. Nutirpę dantis, mini robotai galėtų persikelti atlikti remonto darbų, kai kurios mašinos gamina reikiamas medžiagas. Panašūs metodai gali būti naudojami jautriems dantims gydyti, nes nanorobotai gali blokuoti mažas skylutes, kurios sukelia jautrumą, ir taip gali išgydyti.
Kitas galimas nanotechnologijų vaidmuo odontologijoje yra dantų problemų, įskaitant burnos vėžį, aptikimas. Juos būtų galima paimti ankstyvoje stadijoje patruliuojant nano mašinoms, o nanotechnologijos taip pat galėtų būti naudojamos gydymui. Miniatiūrinis nano mašinų mastas gali leisti vaistus tiekti tiksliai į vėžines ląsteles, paliekant kitas ląsteles nepažeistas.
Kai kurios odontologijos rūšys, kurios atkuria ir rekonstruoja dantis, jau naudoja nanotechnologijas. Nanodalelės buvo pridėtos prie modeliavimo, formavimo ir klijavimo medžiagų, todėl jos tapo efektyvesnės ir tinkamesnės detaliam darbui. Jie taip pat buvo naudojami geresniems žaizdų tvarsčiams kurti ir kaip kaulų užpildai.
Gali būti, kad nanotechnologijos leistų sukurti medžiagas, kurios pakeistų dantų emalį, naudojant kietas medžiagas, tokias kaip deimantas ar safyras. Nors būsimas nanotechnologijų vaidmuo odontologijoje yra įdomus, saugumas išlieka svarbus veiksnys. Bus reikalingi metodai siekiant užtikrinti, kad bet kokios odontologijoje naudojamos nanodalelės negalėtų pakenkti, įskaitant būdus, kaip išjungti nanorobotus, jei jie bus praryti.