Oczekuje się, że wprowadzenie nanorobotów do medycyny całkowicie zmieni świat medycyny. Ich funkcją byłaby naprawa uszkodzonych narządów i leczenie infekcji, gdy zostaną wprowadzone do organizmu pacjenta. Rozmiar tych nanorobotów powinien wynosić od 0,5 do 3 μm, ponieważ maksymalna wielkość naczyń włosowatych ma taką wartość. Wśród materiałów, które są kandydatami do budowy takiego robota, na pierwszym miejscu są materiały węglowe (kompozyty diament/fularen-nanorurki), ze względu na swoją wytrzymałość i inne właściwości fizyczne (przewodnictwo cieplne-diamenty i przewodnictwo elektryczne-nanorurki). Nanoroboty byłyby wytwarzane w nanofabrykach biurkowych specjalizujących się w takich celach. Nanoroboty byłyby wytwarzane w nanofabrykach biurkowych specjalizujących się w takich celach. Podczas pracy nanourządzenia mogłyby być sterowane metodą rezonansu magnetycznego, zwłaszcza gdyby ich elementy były wykonane z węgla 13C (ponieważ 13C ma zerowy jądrowy moment magnetyczny). Takie zdumiewające nanourządzenia medyczne można wprowadzić do konkretnego narządu lub tkanki. Sama diagnoza choroby byłaby znacznie dokładniejsza, ponieważ takie nanourządzenia diagnostyczne mogłyby korygować region docelowy. Zadaniem lekarza byłoby zeskanowanie pożądanego fragmentu ciała i zobaczenie nanourządzenia w pobliżu celu (guza) i tym samym ocena z całą pewnością, czy terapia medyczna w leczeniu chorej tkanki (tkanki dotkniętej chorobą nowotworową) była skuteczna . Technologia nanorobotów to technologia tworzenia maszyn lub nanorobotów w skali zbliżonej do nanometra. Mówiąc dokładniej, nanoroboty reprezentują szeroko rozpowszechnioną dyscyplinę inżynierską w zakresie projektowania i wytwarzania nanorobotów, czyli urządzeń o wymiarach rzędu 0,1–10 μm, zaprojektowanych w nanoskali przy użyciu składników molekularnych. Nadal nie ma sztucznego robota biologicznego, więc na razie jest to tylko teoretyczny pomysł. Imiona; nanoroboty, nanonoidy, nanity lub nanomity są również stosowane do wyznaczania tych hipotetycznych nanourządzeń [90–92]. Inne definicje są czasami używane w odniesieniu do nanorobotów, które umożliwiają precyzyjną interakcję między urządzeniami w nanoskali lub manipulowanie nimi przy użyciu rozdzielczości w nanoskali. Dzięki takiemu podejściu większe urządzenia, takie jak AFM, można uchodzić za przyrządy nanorobotyczne, ponieważ umożliwiają one nanomanipulację. Dlatego obecnie jednym z najważniejszych tematów są nanourządzenia. Pewne takie prymitywne maszyny molekularne zostały już skonstruowane. Jednym z nich jest czujnik o przekroju „przełącznika” 1,5 nm, który może zliczać poszczególne cząsteczki w próbce chemicznej. Pierwsza nanomaszyna, jaką kiedykolwiek zbudowano w technologii medycznej, była maszyną do identyfikacji i zabijania raka. Inne potencjalne zastosowanie nanomaszyn wiązałoby się z pracą z toksycznymi chemikaliami i pomiarem ich stężenia w atmosferze i wodzie. Na Uniwersytecie Rice zademonstrowano obwody monomolekularne, które powstały w procesie chemicznym z udziałem fulerenów jako kół. Uruchamiane są poprzez kontrolowanie temperatury otoczenia i umieszczane w „skaningowym” mikroskopie tunelowym [93]. Potencjalne zastosowania nanorobotów w medycynie obejmują diagnostykę, celowane dostarczanie leków przeciwnowotworowych, instrumenty biomedyczne, chirurgię, monitorowanie farmakokinetyki cukrzycy i opiekę zdrowotną. W przyszłych planach nanotechnologie medyczne będą wykorzystywać roboty wstrzykiwane pacjentom do przeprowadzania leczenia na poziomie komórkowym. Takie roboty nie replikują się, ponieważ replikacja prowadzi do złożoności urządzeń i zmniejsza dostępność. Nanoroboty medyczne byłyby wytwarzane w hipotetycznych nanofabrykach, w których maszyny w nanoskali można by zintegrować z domniemaną skalowaną maszyną „biurową” w celu stworzenia makroskopowego produktu. Bardziej szczegółowe teoretyczne omówienie nanorobotów, w tym specyficzny projekt, komunikację, nawigację, manipulację, poruszanie się i komputeryzację w kontekście medycznym, po raz pierwszy przedstawił Robert Freitas . W bliskiej lub dalekiej przyszłości przewiduje się budowę robotów w mikro i nanoskali zdolnych do składania innych nanomaszyn i przemieszczania się do organizmu w celu dostarczania leków lub robotów pełniących funkcje mikrochirurgiczne.