“Nanofabrikacija” se nanaša na izdelavo struktur z velikostjo značilnosti, merjeno v nanometrih, zlasti pod 20 nanometrov na strani. Trenutna tehnologija večinoma dovoljuje nanofabrikacijo le v dvodimenzionalnem smislu. Glavna podmnožica trenutne nanoproizvodnje so tehnologije, ki sodijo v področje nanolitografije, kar v bistvu pomeni samo “nano-pisovanje” in pomeni dvodimenzionalni rezultat. V tem smislu je tudi običajna fotolitografija, ki se uporablja za izdelavo računalniških čipov, tehnično nanoizdelava, saj se velikosti značilnosti merijo v stotinah nanometrov. Vendar se “nanofabrikacija” ponavadi nanaša na novejše in najsodobnejše pristope.
Običajno fotolitografijo, ki je temelj računalniške industrije, je mogoče uporabiti za ustvarjanje funkcij z dimenzijami do 22 nm, čeprav je to zelo drago in se trenutno ne šteje za stroškovno učinkovito. Značilno je, da imajo vzorci velikosti značilnosti približno 193 nm kot spodnjo mejo. V pričakovanju, da bodo s fotolitografijo naleteli na fizične omejitve, so računalniška podjetja vložila milijarde dolarjev v raziskave litografskih tehnik naslednje generacije. Ti vključujejo rentgensko litografijo (velikosti značilnosti 15 nm), dvojno vzorčenje (z uporabo pristopa z nižjo ločljivostjo, vendar dvakrat vzorčenje iste površine), litografijo z neposrednim pisanjem z elektronskim žarkom (EBDW), ekstremno ultravijolično litografijo, litografijo nanoodtiskov, skeniranje litografija sonde (ki lahko manipulira s posameznimi atomi) in nanolitografija mikroskopa z atomsko silo.
Naprednejši pristopi k nanoproizvodnji so molekularno samosestavljanje, ki je bilo v laboratoriju dokazano na stotine krat, ali pozicijska mehanosinteza, ki je v najzgodnejših raziskovalnih fazah. Oba sta poskusa, da bi nanofabrikacijo ponesli v področje 3D, kar bi resnično sprostilo njeno tehnološko moč. Hitra nanoproizvodnja v 3D bi pomenila, da bi proizvajalci teoretično lahko zgradili široko paleto kemično možnih struktur z nanometrsko natančnostjo. To bi lahko pripeljalo do motorjev, ki so veliko močnejši kot danes, materialov s 100-krat boljšim razmerjem med trdnostjo in težo, elektronike, vgrajene v vse, in še več. Za zdaj pa se nanofabrikacija večinoma uporablja samo za izdelavo boljših računalniških čipov.