Nanomašini so zelo majhni stroji, katerih dimenzije ali sestavni deli se merijo v nanometrih. Nanomašina je lahko večja od 1,000 nanometrov, običajno pa ne večja od 10,000 nanometrov (10 mikronov). Načrtovanje in izdelava nanomašinov je cilj v veliki in dobro financirani disciplini nanotehnologije, čeprav mnogi delavci v nanotehnologiji uberejo manj ambiciozno pot oblikovanja pasivnih materialov v nanorazmerju. Nanomašina se nanaša na aktiven, delujoč sistem s komponentami na nanosmeru.
Človeško telo je napolnjeno z nanomaši, ki verjetno predstavljajo večino njegove mase. Celico bi lahko smatrali za nanomahin, ker je sestavljena iz komponent na nanosmeru. Še bolj očiten nanomašina bi bili ribosomi, molekularne tovarne, ki sintetizirajo beljakovine. Ribosomi imajo premer približno 20 nanometrov. Drugi biološki nanomašini bi bili bakterije in virusi.
Trenutno so nanomašini v bistvu še vedno v fazi raziskav in razvoja, čeprav raziskovalci zelo upajo na njihov dolgoročni potencial. En nanomašin, ki so ga aprila 2008 napovedali raziskovalci iz Nano Machine Center na kalifornijskem inštitutu NanoSystems pri UCLA, lahko sprošča zdravila proti raku v celici, ko se aktivira s svetlobo. Stroj, imenovan nanoimpeler, je sestavljen iz mezoporoznih nanodelcev silicijevega dioksida s porami, prevlečenimi z azobenzenom, kemikalijo, ki lahko preklaplja med dvema različnima položajema, odvisno od izpostavljenosti svetlobi. Notranjost nanoimpelerja je bila napolnjena z zdravilom proti raku, ki so ga nato vnesli v človeške rakave celice v kulturi, kjer so jih s svetlobo spodbudili, da so sprostili svoj tovor. Spreminjanje intenzivnosti in valovne dolžine svetlobe je raziskovalcem omogočilo natančen nadzor nad svojim nanomašinom.
Druge zanimive nanomašine je izdelal laboratorij Nadriana Seemana na oddelku za kemijo Univerze v New Yorku. Dr. Seeman je z uporabo DNK izdelal aktivne mrežne nize, ki se izmenjujejo med konfiguracijami, in celo “hodilca” DNK, ki se lahko premika naprej na molekularnih “nogah”. Seemanov laboratorij je pokazal vsestranskost DNK kot gradbenega materiala za nanomašine.
Čeprav so nanomašini šele v fazi raziskav, bi lahko njihov največji dolgoročni vpliv imel na področju proizvodnje, medicine in vojske. Če bi lahko nanomašine spodbudili k samoreplikaciji ali bi jih zgradili v velikih količinah s samosestavljanjem in programirali v sodelovanje pri ustvarjanju predmetov, bi jih lahko oblikovali v sistem proizvodnje po meri z veliko več zmogljivostmi kot karkoli, kar danes obstaja. Takšna hipotetična namizna naprava je bila imenovana nanotovarna.