Het mechanisme waarmee nanobuisjes cellen binnendringen is nog steeds niet volledig begrepen en is een actief onderzoeksgebied. Er zijn echter verschillende voorgestelde mechanismen voorgesteld:

Endocytose: Dit is het meest voorkomende voorgestelde mechanisme voor het binnendringen van nanobuisjes in cellen. Tijdens endocytose invagineert het celmembraan extracellulair materiaal, inclusief nanobuisjes, en overspoelt het. Dit proces kan worden gemedieerd door verschillende endocytische routes, zoals fagocytose, pinocytose of clathrine-gemedieerde endocytose.

Membraanfusie: Nanobuisjes kunnen ook cellen binnendringen door directe fusie met het celmembraan. Dit proces omvat de fysieke fusie van het nanobuismembraan met het celmembraan, waardoor de overdracht van materialen tussen de nanobuis en de cel mogelijk wordt.

Directe penetratie: In sommige gevallen is waargenomen dat nanobuisjes rechtstreeks het celmembraan binnendringen zonder enige duidelijke fusie of endocytose. Dit mechanisme is nog steeds niet volledig begrepen en vereist verder onderzoek.

Het specifieke mechanisme van het binnendringen van nanobuisjes in cellen kan variëren afhankelijk van factoren zoals het celtype, de eigenschappen van het nanobuisje en de cellulaire omgeving. Het is waarschijnlijk dat er in verschillende gevallen verschillende mechanismen betrokken kunnen zijn, en verder onderzoek is nodig om dit proces volledig op te helderen.