Er is geen strikte beperking qua omvang voor nanotechnologie, aangezien het vakgebied een breed scala aan technologieën en toepassingen omvat die materie op nanoschaal manipuleren. De term ‘nanotechnologie’ wordt echter over het algemeen gebruikt om te verwijzen naar de manipulatie van materie op atomaire, moleculaire en supramoleculaire schaal. Meestal gaat het hierbij om afmetingen van 1 tot 100 nanometer (nm). Onder dit bereik wordt het vakgebied van de kwantumfysica relevanter en kunnen de eigenschappen en het gedrag van materie aanzienlijk verschillen van die op grotere schaal.

Het is echter belangrijk op te merken dat de grenzen van nanotechnologie niet strikt gedefinieerd zijn, en dat er enige overlap kan zijn met andere vakgebieden, zoals atomaire en moleculaire fysica, fysica van de gecondenseerde materie, materiaalkunde en meer. Bovendien kan, naarmate de technologieën vooruitgaan, het vermogen om materie op nog kleinere schaal te manipuleren mogelijk worden, waardoor het groottebereik dat met nanotechnologie gepaard gaat, groter wordt.