تستخدم النانوتكنولوجيا في الصناعات الثقيلة في العديد من التطبيقات المختلفة، من بينها:
1- تحسين صلابة ومتانة المواد الخام المستخدمة في الصناعات الثقيلة، مثل المعادن والألومنيوم والزجاج والسيراميك.
2- تطوير وتحسين مواد البناء، مثل الخرسانة، وذلك من خلال إضافة نانومواد لتعزيز خصائصها الميكانيكية والحرارية.
3- تحسين خواص المواد الكيميائية، مثل البوليمرات، وذلك لزيادة مقاومتها للحرارة والتآكل والتآكل الكيميائي.
4- تطوير تقنيات الطلاء والطلاءات الواقية، والتي تستخدم في الصناعات الثقيلة للحماية من التآكل والتآكل الكيميائي.
5- تحسين خواص الوقود والزيوت، وذلك من خلال تطوير نانومواد لتحسين كفاءة الاحتراق وتقليل انبعاثات الكربون.
6- تطوير تقنيات الفلترة والتنقية، والتي تستخدم في الصناعات الثقيلة لإزالة الملوثات والشوائب من المياه والهواء.