“Nanovalmistuksella” tarkoitetaan rakenteiden valmistusta, joiden ominaiskoko on mitattu nanometreinä, etenkin alle 20 nanometriä toisella puolella. Nykytekniikka sallii enimmäkseen nanovalmistuksen vain kaksiulotteisessa mielessä. Suurin osa nykyisestä nanovalmistuksesta on nanolitografian alaan kuuluvia tekniikoita, jotka pohjimmiltaan tarkoittavat vain ”nanomittakaavan kirjoittamista” ja edellyttävät 2-ulotteista tulosta. Tässä mielessä jopa perinteinen fotolitografia, jota käytetään tietokonepiirien valmistukseen, on teknisesti nanovalmistusta, koska ominaisuuksien koot mitataan satoja nanometrejä. “Nanovalmistus” viittaa kuitenkin yleensä uudempiin ja uusimpiin lähestymistapoihin.
Tavanomaisella fotolitografialla, joka on laskenta-alan tukipilari, voidaan luoda ominaisuuksia, joiden mitat ovat jopa 22 nm, vaikka tämä on erittäin kallista eikä sitä pidetä tällä hetkellä kustannustehokkaana. Tyypillisemmin kuvioiden alaraja on noin 193 nm. Tietokoneyritykset ovat investoineet miljardeja dollareita seuraavan sukupolven litografiatekniikoiden tutkimukseen odottaessaan fyysisten rajojen vastaista valolitografiaa. Näitä ovat röntgenlitografia (ominaiskoko 15 nm), kaksoiskuviointi (käyttäen matalamman resoluution lähestymistapaa, mutta kuvioimalla sama pinta kahdesti), elektronisuihkutulostuslitografia (EBDW), äärimmäinen ultraviolettilitografia, nanoimprint-litografia, skannaus koettimen litografia (joka voi manipuloida yksittäisiä atomeja) ja atomivoimamikroskoopin nanolitografia.
Kehittyneempiä lähestymistapoja nanovalmistukseen ovat molekyylin itsekokoonpano, joka on osoitettu laboratoriossa satoja kertoja, tai paikannusmekanosynteesi, joka on varhaisimmissa tutkimusvaiheissa. Molemmat ovat yrityksiä viedä nanovalmistus 3D -maailmaan, mikä todella vapauttaisi sen teknologisen voiman. Nopea 3D-nanovalmistus merkitsisi sitä, että valmistajat voisivat teoriassa rakentaa laajan valikoiman kemiallisesti mahdollisia rakenteita nanometrin tarkkuudella. Tämä voi johtaa suuruusluokkaa tehokkaampiin moottoreihin kuin nykyään, materiaaleihin, joilla on 100 kertaa parempi lujuus-painosuhde, kaikkeen upotettuun elektroniikkaan ja paljon muuta. Toistaiseksi nanovalmistusta käytetään kuitenkin enimmäkseen vain parempien tietokonepiirien valmistamiseen.