Историк науки Ричард Букер (Richard D. Booker) отмечает, что историю нанотехнологий создать крайне сложно по двум причинам - во-первых, размытости самого этого понятия. Например, нанотехнологии часто не являются технологиями в привычном смысле этого слова. Во-вторых, человечество всегда пыталось экспериментировать с нанотехнологиями, даже и не подозревая об этом.

Чарльз Пул (Charles P. Poole), автор книги Введение в Нанотехнологию (Introduction to Nanotechnology), приводит показательный пример: в Британском Музее хранится, так называемый Кубок Ликурга (на стенах кубка изображены сцены из жизни этого великого спартанского законодателя), изготовленный древнеримскими мастерами - он содержит микроскопические частицы золота и серебра, добавленные в стекло. При различном освещении кубок меняет цвет - от темно-красного до светло-золотистого. Аналогичные технологии применялись и при создании витражей средневековых европейских соборов.

Отцом нанотехнологии можно считать греческого философа Демокрита. Примерно в 400 г. до н.э. он впервые использовал слово атом , что в переводе с греческого означает нераскалываемый , для описания самой малой частицы вещества. В 1661 году Ирландский химик Роберт Бойл (Robert Boуle) опубликовал статью, в которой раскритиковал утверждение Аристотеля, согласно которому все на Земле состоит из четырех элементов - воды, земли, огня и воздуха (философская основа основ тогдашней алхимии, химии и физики). Бойл утверждал, что все состоит из корпускулов - сверхмалых деталей, которые в разных сочетаниях образуют различные вещества и предметы. Впоследствии идеи Демокрита и Бойла были приняты научным сообществом.

Вероятно впервые в современной истории нанотехнологический прорыв был достигнут американским изобретателем Джорджем Истмэном\George Eastmen (впоследствии основал известную компанию Kodak), который изготовил фотопленку (это произошло в 1883 году).