الروبوتات النانوية عبارة عن تقنية ناشئة تنتج آلات أو روبوتات تمتلك عناصرها مقاييس صغيرة تُقاس بالنانومتر أو تكون قريبة منه (10−9 متر). بشكل أكثر تحديدًا، تُشير الروبوتات النانوية (على العكس من الروبوتات الدقيقة) إلى تخصص في هندسة تقنية النانو من أجل تصميم وبناء الروبوتات النانوية، مع أجهزة تتراوح أحجامها بين 0.1- 10 ميكرومتر وتتكون من عناصر بالمقياس النانوي أو عناصر جزيئية. استُخدمت مصطلحات نانوبوت أو نانويد أو نانايت أو آلة النانو أو النانومايت لوصف هذه الأجهزة التي ما زالت قيد البحث والتطوير حاليًا.
ما تزال الآلات النانوية إلى حد كبير في مرحلة البحث والتطوير، ولكن جرى اختبار بعض الآلات الجزيئية البدائية ومحركات النانو. على سبيل المثال، يوجد مستشعر له مفتاح يصل إلى 1.5 نانومتر تقريبًا قادر على حساب جزيئات معينة في عينة كيميائية. قد تشمل التطبيقات الأولى المفيدة للآلات النانوية تلك المستخدمة في الطب النانوي. على سبيل المثال، يمكن استخدام الآلات البيولوجية للتعرف على الخلايا السرطانية وتدميرها. هناك تطبيق محتمل آخر هو اكتشاف المواد الكيميائية السامة وقياس تركيزاتها في البيئة. قدمت جامعة رايس سيارة ذات جزيء منفرد طُورت من خلال عملية كيميائية تتضمن بوكمينستر فوليرين (كرات الباكي) من أجل العجلات. تُشغّل عن طريق التحكم في درجة الحرارة البيئية ومن خلال تحديد طرف مجهر المسح النفقي.
هناك تعريف آخر هو روبوت يسمح بالتفاعلات الدقيقة مع الأجسام النانوية أو يمكنه التعامل مع دقة المقياس النانوي. ترتبط هذه الأجهزة بشكل أكبر بالمجهر المجهري أو المسبار الماسح، بدلًا من وصف الروبوتات النانوية على أنها آلات جزيئية. باستخدام التعريف المجهري، يمكن اعتبار حتى الجهاز الكبير مثل مجهر القوة الذرية أداة روبوتية نانوية عند تهيئتها لأداء عملية المناورة النانوية. بالنسبة لوجهة النظر هذه، يمكن أيضًا اعتبار الروبوتات الماكروية أو الروبوتات المجهرية التي يمكن أن تتحرك بدقة النانو، روبوتات نانوية.