Nanoteknologi er vitenskap og teknologi knyttet til atomære og molekylære dimensjoner. På nanonivå møtes tradisjonelle disipliner for å forstå nye fenomener som oppstår. Ved å forstå og kontrollere naturens fundamentale byggesteiner tror man at nanoteknologi kan gi opphav til oppdagelser, utviklinger av nye materialer og nye anvendelser som vil prege dette århundret.
Målet med NTNU NanoLab er å være en tverrfaglig møteplass for forskere innen tradisjonelle disipliner som fysikk, biologi, kjemi, elektronikk, materialteknologi og medisinsk teknologi. I tillegg etablerer NTNU NanoLab egne laboratorier, åpne for alle forskere ved universitetet som driver med nanoteknologisk forskning.
NTNU har forskningsaktivitet som spenner et vidt spekter; fra teoretisk til eksperimentell forskning, og fra grunnforskning til anvendt forskning. NTNU NanoLab har valgt å fokusere på fire hovedområder: nanoelektronikk, nanomagnetisme og nanofotonikk, nanostrukturerte materialer, bionanoteknologi og nanoteknologi for energi og miljø.