Nanosenzor zbira in prenaša informacije o podatkih na nanomerilu, merjeno v majhnih korakih, znanih kot nanometri. Takšne naprave imajo številne potencialne aplikacije v znanosti in medicini, vključno z zmožnostjo zagotavljanja povratnih informacij, ki omogočajo, da se nanodelci sami sestavijo v funkcionalne modele. Raziskovalci na tem področju lahko delajo za univerze, zasebna podjetja in javne laboratorije z zanimanjem za potencialne aplikacije nanotehnologije. V začetku 21. stoletja so nanosenzorji in z njimi povezana tehnologija veljali za pomemben znanstveni preboj z velikimi potencialnimi aplikacijami.
Te naprave je mogoče nastaviti tako, da se odzovejo na specifične okoljske cilje. Nanosenzor deoksiribonukleinske kisline (DNK) je na primer lahko zasnovan tako, da označi specifične verige DNK v vzorcu. To bi lahko uporabili za dejavnosti, kot je hitro diagnosticiranje okužb, kot so pokazali raziskovalci na Massachusetts Institute of Technology. Ko senzor prepozna znani sprožilec, lahko pošlje signal ali zasveti, da ga lahko prepozna druga senzorska naprava.
Aplikacij za nanosenzorje v medicini je veliko. Uporabljajo se lahko za zagotavljanje informacij o tem, kaj se dogaja v telesu na nanomerilu, znotraj celic in globoko znotraj struktur, ki morda ne delujejo. Poleg posredovanja podatkov navzven bi lahko sodelovali tudi pri popravilu nanometra. Pacient s poškodovanimi jetri bi lahko imel na primer postopek za obnovo dela organa z nanodelci v procesu, znanem kot molekularna samosestavljanje, kjer se delci organizirano usmerjajo.
V znanosti se lahko nanosenzor uporablja za dejavnosti, kot je odkrivanje kemikalij v sledovih, mineralov in drugih spojin v okolju. To je lahko uporabno za odkrivanje v laboratorijskih okoljih in na terenu. Uradniki za javno varnost bi na primer lahko uporabili nanosenzor DNK za odkrivanje dokazov o virusih v zraku in zgodaj ujeli epidemijo, preden se lahko razširi na celotno prebivalstvo. Podobni senzorji bi lahko zajeli sledove sevanja ali nevarnih kemikalij, ki bi lahko ogrozile zdravje in varnost ljudi.
Nekateri laboratoriji izdelujejo lastno nanosenzorsko opremo za posebne raziskovalne dejavnosti. Drugi jih lahko naročijo pri dobaviteljih znanstvenih materialov. Stroški so lahko odvisni od zahtevane stopnje kompleksnosti in velikosti. Aplikacije za potrošniške naprave, kot so detektorji kakovosti zraka za dom, pomenijo, da številna podjetja veliko vlagajo v razvoj tehnologije za proizvodnjo cenovno dostopnih nanosenzorjev za uporabo v množično proizvedenih izdelkih.