Nanoteknologiayritykset tekevät erilaisia asioita, aivan kuten mikä tahansa muu tutkimus- ja kehitysyritys, vaikka suurin osa työstään liittyy nanoteknologian kehittämiseen ja käyttöönottoon. Nämä yritykset ovat usein mukana lääketeollisuudessa tai terveydenhuollon tutkimuksessa ja lääketieteellisessä työssä, mutta myös muita mahdollisia käyttötarkoituksia työhönsä voidaan kehittää. Tämä sisältää tyypillisesti kaikenlaisia töitä, jotka voivat osoittautua kannattaviksi nanoteknologian parissa työskentelevälle yritykselle, kuten puolustus tai sotilastyö. Nanoteknologiayritykset tyypillisesti rahoittavat ja suorittavat tutkimusta nanokoneiden ja vastaavien nanoteknologian sovellusten luomisesta.
Yleensä nanoteknologiayritykset investoivat uusien teknologioiden tutkimukseen ja kehittämiseen, joissa hyödynnetään nanokoneita ja vastaavia kehityskonsepteja. Nanokoneet ovat laitteita, jotka pystyisivät suorittamaan melko monimutkaisia ohjelmia, kuten muita koneita ja tietokoneita, mutta jotka ovat olemassa erittäin pienessä mittakaavassa. Nämä laitteet olisivat todennäköisesti mikroskooppikokoisia ja pienempiä kuin yksittäinen ihmissolu. Tämäntyyppinen tekniikka mahdollistaisi pienien koneiden kehittämisen, jotka voitaisiin ruiskuttaa ihmisen verenkiertoon taistelemaan sairauksia, kuten viruksia vastaan, ja jopa taistelemaan syöpäsolujen leviämistä ihmisen sisällä.
Nanoteknologiayritykset pyrkivät usein kehittämään tällaista tekniikkaa, vaikka yleensä tällaiset nanokoneet ovat edelleen suurelta osin hypoteettisia. Yksi suurimmista ongelmista, joita nanoteknologiayritysten on käsiteltävä, on koko ja kuinka näin uskomattoman pienet laitteet voitaisiin ohjelmoida toimimaan monimutkaisissa järjestelmissä. Loppujen lopuksi nanokoneiden, jotka on suunniteltu tuhoamaan syöpäsoluja ihmiskehossa, on kyettävä erottamaan tällaiset solut terveistä. Tällaisille laitteille on myös potentiaalisia sotilaallisia sovelluksia, koska nanokone voidaan mahdollisesti suunnitella ja ohjelmoida korjaamaan vaurioituneet solut ihmiskehossa.
Teoriassa nanoteknologiayritykset voisivat kehittää mikroskooppikoneita, jotka voisivat korjata taistelukentällä loukkaantuneita kudoksia ja elimiä. Tämä mahdollistaisi sotilaan haavojen parantamisen sisäisesti, mikä vaatisi vähemmän ponnisteluja lääketieteen ammattilaisilta ja mahdollisesti pelastaisi satoja tai tuhansia ihmishenkiä. Tietenkin on olemassa muitakin nanokoneiden käyttötarkoituksia sotilaallisissa sovelluksissa, ja jotkut nanoteknologiayritykset pyrkivät todennäköisesti kehittämään tällaisia laitteita.
Nanoteknologiayritys palkkaa tyypillisesti molekyylibiologiaan, tietotekniikkaan ja robotiikkaan erikoistuneita tutkijoita. Näiden nanoteknologiayritysten on myös löydettävä tapa rahoittaa tällaista tutkimusta, usein tekemällä sopimuksia valtion virastojen kanssa tai kehittämällä kaupallisia tuotteita. Ne pyrkivät myös yleensä varmistamaan, että ajan ja rahan investoinnit kannattavat ja että kehitetään lopputuote, jota voidaan hyödyntää yritykselle taloudellisesti hyödyllisellä tavalla.