世界上从计算机到奶酪的每一件实物都是由分子组成的，而纳米机器原则上可以制造出所有这些物品。

纳米技术的梦想家设想纳米机器，可以取来天然碳，把它们的分子逐个排列，制成完美无瑕的钻石；可将二恶英的分子逐个分解成基本组件；或者可以在人体血液中运动，发现并分解血管壁上沉积的胆固醇；或者可以将剪下来的草屑改造成面包。

纳米技术专家期望在25年内制造出真正的、实用的纳米机器，这些机器具有可以操纵分子的微型"手指"和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电子脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成，碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子，其强度是钢的100倍，直径只有头发的5万分之一。

纳米机器中的电子脑也可由纳米管制成，纳米管既可以用作晶体管，也可以用作连接晶体管的导线。或者电子脑也可以由dna制成，通过改变这些dna的结构，可以使其执行人为的指令。如果配备了适当的软件，并具备充分的灵活性，纳米机器人可以制造任何东西。

纳米技术专家希望设计出的纳米机器人具备两种功能：完成的它们的基本任务，并且能制造完美的自身复制品。但这种对自身的复制必须是可以控制的，否则将会给世界带来灾难。