La nanomedicina es la aplicación de la nanotecnología en el campo de la medicina, incluyendo la futura aplicación de la nanotecnología molecular. Se emplea para mejorar la calidad de vida de los seres humanos, combatiendo las enfermedades de una forma innovadora. Los problemas actuales para la nanomedicina involucran la comprensión de las consecuencias de la toxicidad y el impacto ambiental de materiales a nanoescala. Un nanómetro (nm) es una millonésima de un milímetro (10^-9 m). En teoría, con la nanotecnología se podrían construir pequeños nanorobots, o nanobots, que serían un ejército a nivel nanométrico en nuestro cuerpo, programados para realizar casi cualquier actividad.

El término nanomedicina se originó con las concepciones de la visión de Eric Drexler acerca de robots nanomecánicos y sus aplicaciones potenciales en medicina. Dicho término ha sido definido de distintas maneras en la literatura, algunos de estos conceptos lo suficientemente amplios como para incluir todas las áreas de la nanotecnología médica. Sin embargo, la mayoría se enfoca en el control y manipulación de procesos a nivel celular en la nanoescala, aplicado al diagnóstico y tratamiento.

Las sociedades están constantemente buscando la manera de mejorar la salud en cuanto a costos, cobertura, efectividad, respuesta ante enfermedades emergentes y cambios demográficos. La nanotecnología ha sido examinada de manera crítica para determinar cómo las nuevas capacidades que representa pueden ser aplicadas a las necesidades médicas actuales. Debido a que la nanotecnología hereda su enfoque a determinadas enfermedades derivadas de investigaciones médicas actuales, su principal objetivo ha sido hacia enfermedades no infecciosas, por ejemplo, cáncer y enfermedades degenerativas.

Algunos desarrollos en la biomedicina a nivel nanoscópico tienen el potencial de crear nuevas generaciones de implantes médicos diseñados para interactuar con el cuerpo, que monitorean la composición química de la sangre y, si es necesario, liberan ciertos medicamentos. Actualmente se están desarrollando huesos, cartilagos y pieles artificiales que, además de no ser rechazados por el organismo, buscan ayudar a regenerar algunas partes del cuerpo humano. Existen además nuevos sistemas para diagnóstico, imagenología y regeneración, de esta manera se pretende mitigar los efectos secundarios de los sistemas actuales y/o procedimientos.