从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种功能的“纳米机械”，细胞就象一个个“纳米车间”，植物中的光合作用等都是“纳米工厂”的典型例子。遗传基因序列的自组装排列做到了原子级的结构精确，神经系统的信息传递和反馈等都是纳米科技的完美典范。生物合成和生物过程已成为启发和制造新的纳米结构的源泉，研究人员正效法生物特性来实现技术上的纳米级控制和操纵。纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研究提供了新的契机。目前已得到较好应用的实例有：利用纳米SiO2微粒实现细胞分离的技术，纳米微粒，特别是 纳米金( Au nanoparticles ) 粒子 的细胞内部染色，表面包覆磁性纳米微粒的新型药物或抗体进行局部定向治疗等。

 正在研制的生物芯片包括细胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片)和基因芯片( 即DNA芯片) 等，都具有集成、并行和快速检测的优点，已成为纳米生物工程的前沿科技。将直接应用于临床诊断，药物开发和人类遗传诊断。植入人体后可使人们随时随地都可享受医疗，而且可在动态检测中发现疾病的先兆信息，使早期诊断和预防成为可能。纳米生物材料也可以分为两类，一类是适合于生物体内的纳米材料，如各式纳米传感器，用于疾病的早期诊断、监测和治疗。各式纳米机械系统可以快速地辨别病区所在，并定向地将药物注入病区而不伤害正常的组织或清除心脑血管中的血栓、脂肪沉积物，甚至可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。另一类是利用生物分子的活性而研制的纳米材料，它们可以不被用于生物体，而被用于其它纳米技术或微制造。

 据媒体报道：2005年，国内外纳米材料实用化技术在生物医学领域取得重大进展，尤其是在高分子医用材料领域的应用更是进入产业化阶段。高分子纳米材料在医学领域的应用成就，目前主要体现在纳米复合材料与纳米抗菌材料方面。 在纳米复合材料方面的应用，主要体现在成功应用于骨科。美国加利福尼亚大学罗伯特•哈顿博士及其同事发现，碳纳米管是骨组织生长的理想基体。国内山东大学早在2003年9月就开发了羟基磷灰石／碳纳米管复合材料及其制备工艺，其中涉及了羟基磷灰石与碳纳米管的复合材料及其制备工艺。清华大学也在2002年12月发表了一种碳纳米管增强高分子基骨修复用复合材料，以微生物合成的聚羟基脂肪酸酯（PHA）为基体，并以碳纳米管增强，所得的复合材料具有良好的生物降解性和生物相容性以及PHA材料独特的压电性和碳纳米管良好的导电性，其足够的力学强度很适合于制作骨修复材料。

 另外，由清华大学材料系崔福斋教授等研制成功的纳米人工骨已获得国家食品药品监督管理局三类植入产品试生产注册证，成为我国首个可以在市场上公开销售和应用的纳米医药用品。它与传统人工骨材料的******区别在于，修复后的骨头不会在体内留下植入物。它仿照人类骨头生成的机理，采用自组装方法制备纳米晶羟基磷灰石或胶原复合的生物硬组织修复材料，使复合材料具有纳米级别的天然骨分级结构和天然骨的多孔结构。这种纳米人工骨植入者一般经过几个月就可将它完全体内吸收，整个过程没有任何免疫和排异反应，手术操作方便，且价格与其他类型骨修复材料相当。