Transistorit ovat useimpien elektroniikan perusrakenteita, mukaan lukien kaikki tietokoneet ja radiot. Nanotransistori on transistori, jonka mitat mitataan nanometreinä. Esimerkiksi transistori, jonka halkaisija on 300 nanometriä (miljardisosa metristä), olisi nanotransistori. Transistoreita käytetään elektronisten signaalien kytkemiseen ja vahvistamiseen. Kun ne yhdistetään miljooniin ja miljardeihin, niitä voidaan käyttää hienostuneiden ohjelmoitavien tietojenkäsittelijöiden, yleisemmin tietokoneiden, luomiseen. Tieto- ja viestintäyritykset investoivat satoja miljoonia dollareita tutkimusrahastoihin vuosittain pienempien transistorien kehittämiseksi.
Transistorin pienentäminen on ollut tunnusmerkki 50 vuoden edistymiselle pienemmissä tietokoneissa. Mooren lailla tunnetussa suuntauksessa transistorien lukumäärä, jonka insinöörit ovat pystyneet sovittamaan kiinteän kokoiselle sirulle, on jatkuvasti kaksinkertaistunut 18-24 kuukauden välein. Siten koko tietojenkäsittelyn historia on koostui monista kymmenistä tuplauksista. Valitettavasti tietotekniikkateollisuudelle tämä suuntaus ei kuitenkaan voi jatkua ikuisesti – nykyisten transistorien pieni koko alkaa olla vastoin fysiikan lakeja.
Pienemmän nanotransistorin valmistaminen pyrkii täyttämään Mooren lain ja tarjoamaan asiakkaille parempaa ja nopeampaa elektroniikkaa. Perinteinen fotolitografia tarjoaa rajoja sille, kuinka pieniä nanotransistoreita voidaan valmistaa, joten yritetään uusia lähestymistapoja, mukaan lukien mikrobien käyttö ja hidas höyrysaostuminen transistorikomponenttien syntetisoimiseksi. Nanotransistorien valmistus on nanoteknologian eturintamassa.
Marraskuussa 2001 Bell Labsin tutkijat ottivat suuren askeleen eteenpäin pyrkimyksissä kohti pienempiä nanotransistoreita valmistamalla yksilöllisesti osoitettavia nanotransistoreita yksittäisen molekyylin mittakaavassa. Nämä laitteet ovat niin pieniä, että noin 10 miljoonaa mahtuu tapin päähän. Haaste luoda pieniä elektrodeja näille transistoreille ratkaistiin käyttämällä itsekokoonpanoa-yhdistämällä molekyylit tiettyyn seokseen, joka saa ne yhdistämään itsensä ja kasaamaan itsensä ilman insinöörin suoraa väliintuloa. Valitettavasti tämä lähestymistapa on kuitenkin vielä kokeellinen eikä se ole vielä käyttökelpoinen massatuotannossa.
Tammikuussa 2008 Illinoisin yliopiston tutkijat tekivät uuden virstanpylvään nanotransistorien kehittämisessä, kun he rakensivat nanotransistorisen radion, jonka aktiiviset komponentit on valmistettu yksinomaan hiilinanoputkista. Hiilinanoputket ovat erittäin joustavia materiaaleja, joilla on vertaansa vailla oleva lujuus ja käyttökelpoisuus elektroniikassa.
Koska nanotransistorit ovat niin pieniä, niiden käyttäytymistä ei voida täysin kuvata nykyisillä teorioilla. Siksi on pyritty kehittämään uusia teorioita, joita voidaan soveltaa nanomittakaavaan.