Nanosensors apkopo un pārraida informāciju par nanomēroga datiem, ko mēra ar niecīgiem soļiem, kas pazīstami kā nanometri. Šādām ierīcēm ir vairāki potenciāli pielietojumi zinātnē un medicīnā, tostarp spēja nodrošināt atgriezenisko saiti, kas ļauj nanodaļiņām savākties funkcionālos modeļos. Pētnieki šajā jomā var strādāt universitātēs, privātos uzņēmumos un valsts laboratorijās, kuras interesējas par nanotehnoloģiju potenciālajiem pielietojumiem. 21. gadsimta sākumā nanosensori un ar tiem saistītās tehnoloģijas tika plaši uzskatītas par nozīmīgu zinātnisku sasniegumu ar lielu potenciālu pielietojumu.
Šīs ierīces var pielāgot, lai reaģētu uz konkrētiem vides mērķiem. Piemēram, dezoksiribonukleīnskābes (DNS) nanosensoru var izveidot, lai atzīmētu konkrētas DNS ķēdes paraugā. To varētu izmantot tādām darbībām kā ātra infekciju diagnostika, kā pierādījuši Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta pētnieki. Kad sensors identificē pazīstamu aktivizētāju, tas var nosūtīt signālu vai iedegties, lai to varētu identificēt cita sensora ierīce.
Nanosensoriem medicīnā ir daudz pielietojumu. Tos var izmantot, lai sniegtu informāciju par to, kas notiek ķermeņa iekšienē nanomērogā, šūnās un dziļi struktūrās, kurās var būt darbības traucējumi. Papildus datu pārraidei uz āru, viņi varētu būt iesaistīti arī nanomēroga remontā. Piemēram, pacientam ar bojātām aknām var būt procedūra, lai atjaunotu daļu orgāna ar nanodaļiņām procesā, kas pazīstams kā molekulārā pašsavienošanās, kur daļiņas organizēti virzās uz sevi.
Zinātnē nanosensoru var izmantot tādām darbībām kā ķīmisko vielu, minerālu un citu savienojumu noteikšana vidē. Tas var būt noderīgi noteikšanai laboratorijas vidē, kā arī uz lauka. Piemēram, sabiedriskās drošības amatpersonas varētu izmantot DNS nanosensoru, lai atklātu pierādījumus par gaisā esošiem vīrusiem un agrīni uztvertu epidēmiju, pirms tai ir iespēja izplatīties pa visiem iedzīvotājiem. Līdzīgi sensori varētu uztvert nelielu daudzumu radiācijas vai bīstamu ķīmisku vielu, kas var apdraudēt cilvēku veselību un drošību.
Dažas laboratorijas iekārtas ražo savas nanosensoru iekārtas īpašām pētniecības darbībām. Citi tos var pasūtīt no zinātnisko materiālu piegādātājiem. Izmaksas var būt atkarīgas no nepieciešamās sarežģītības pakāpes un izmēra. Lietojumprogrammas patēriņa ierīcēm, piemēram, gaisa kvalitātes detektoriem mājām, nozīmē, ka vairāki uzņēmumi ir ieguldījuši lielus ieguldījumus tehnoloģiju attīstībā, lai ražotu pieejamus nanosensorus izmantošanai masveidā ražotos produktos.