Nanofabrika ir standarta piedāvātais pielietojums pirmās paaudzes molekulārajai ražošanai, kas pazīstama arī kā molekulārā nanotehnoloģija. Molekulārā ražošana ir futūristiska tehnoloģija, kurā tiktu izmantots plašs nanolīmeņa mašīnu sistēmu (“nanomontētāju”) klāsts, lai sintezētu makro mēroga produktus, izmantojot procesu, ko sauc par konverģentu montāžu. Konverģentajā montāžā pakāpeniski lielāku manipulatora sviru montāžas līnija saliek produkta apakškomponentus un nodod tos nākamajam lielāku manipulatora roku posmam, līdz beidzot tiek izveidots cilvēkiem lietojams produkts.
Tā kā šie nanomontieri būtu stacionāri un darbotos montāžas līnijā kā parastā rūpnīcā, risks, ka šīs nanomašīnas varētu atslēgties un palaist savvaļā, nepastāv. Nanotehnoloģiju vizionāri jau sen ir noraizējušies par pretreakciju viņu piedāvātajai tehnoloģijai, kuras pamatā ir izdomāti zinātniskās fantastikas stāsti, piemēram, Maikla Krihtona “Prey”, kas attēlo “nanotehnoloģiju” kā autonomu mašīnu barus ar pašattīstošām iespējām. Nanorūpnīcas jēdziens sniedz pārliecinošu atspēku šādiem katastrofu scenārijiem.
Mērogošanas likumu dēļ nanorūpnīcas var būt ārkārtīgi produktīvas. Makro mēroga robotikas sistēmās, piemēram, automobiļu montāžai izmantotajā robotikā, tiek izmantotas manipulatora rokas, kas saskaņā ar nanotehnoloģijas standartiem pārvietojas ļoti lēni. Manipulatora rokas, kas darbojas molekulārā līmenī, varētu veikt montāžas darbības ļoti ātri, GHz (miljardiem reižu sekundē), nevis tikai Hz. Sākotnējie aprēķini liecina, ka nanofabrika varētu apstrādāt savu masu tikai stundu laikā.
Izmantojot uzlaboto programmēšanu, nanorūpnīca ļautu lietotājam ar atomu precizitāti norādīt produkta sastāvu, paverot plašas jaunas dizaina telpas nozares. Daudzi no mūsu pašreizējiem produktiem cieš no vājām vietām vai nepilnībām, jo tie ir ražoti, izmantojot “beztaras ķīmiju”; nejaušā veidā sametot kopā miljardus vai triljonus atomu, nevis radot produktus, izmantojot precīzu atomu pozicionēšanu. Ja nanorūpnīca tiktu izveidota veiksmīgi, to varētu arī ieprogrammēt tā, lai tā ražotu papildu nanorūpnīcas tikai par izejvielām un nepieciešamo programmēšanu. Kad nanorūpnīcas kļūs par realitāti (iespējams, līdz 2015. gadam), tās, visticamāk, radīs revolūciju visās ražošanas nozarēs.