يمكن دراسة الطبيعة النانوية للجزيئات في الكيمياء الفوق جزيئية بواسطة العديد من الأساليب، مثل:
1- الطيفية: حيث يمكن استخدام التقنيات الطيفية المختلفة مثل الأشعة تحت الحمراء، والرنين المغناطيسي النووي، والطيف الضوئي المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية لدراسة الخصائص النانوية للجزيئات.
2- تقنيات الحقول الكهربائية والمغناطيسية: حيث تستخدم هذه الأساليب لتعديل ودراسة الخصائص النانوية للجزيئات.
3- تقنيات النفاذية: حيث تستخدم هذه الأساليب لدراسة كيفية نشاط الجزيئات النانوية وتفاعلها مع المركبات الأخرى.
4- التكنولوجيا الميكانيكية: حيث يتم استخدام تقنيات ميكانيكية مثل التحسين الميكانيكي السطحي والطحن الكروي لتحسين الخصائص النانوية للجزيئات.
5- التحليلية: حيث تستخدم هذه الأساليب لتحديد الخصائص النانوية للجزيئات ومن ثم فهم التفاعلات الكيميائية المختلفة التي تحدث فيها.