يتم بناء النانو جزيئات باستخدام تقنيات الهندسة الجزيئية، حيث يتم تصميم جزيئات صغيرة جدًا لها خصائص خاصة ومحددة. تُصمَّم هذه الجزيئات بحيث يتم التحكم في حجمها وشكلها وترتيبها بما يناسب الاستخدام النهائي. ويتم إنتاج هذه الجزيئات عن طريق الكيمياء الحيوية أو الهيدروكربوناتية أو الليزر أو البلازما أو الكهرباء.
تتميز النانو جزيئات بخصائصها الفريدة التي تجعلها مفيدة في الكيمياء الفوق جزيئية، حيث تستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل الطلاءات الذاتية النظيف، وعلاج الأمراض، وإنتاج الأدوية، وتسريع التفاعلات الكيميائية، وتقليل تكلفة الإنتاج والتلوث في العملية الصناعية.
يتم استخدام النانو جزيئات في الكيمياء الفوق جزيئية عن طريق إضافتها إلى النظام الكيميائي والتفاعلي، لأنها تمتلك حجمًا وخصائص سطحية مماثلة للحجم الجزيئي للأدوات الخلوية وتسمح بالرؤية المباشرة للعمليات الكيميائية والحيوية. كما يمكن استخدامها في إنتاج المواد الطبية والبصرية عالية الجودة، حيث يمكن تشكيل النانو جزيئات بشكل دقيق لإنتاج المواد الضرورية للعالم الحديث باستخدام التقنيات الحديثة للهندسة الجزيئية وكذلك استخدامها لتحسين الأداء الحيوي والفعالية في المواد الصناعية.