بالرغم من الايجابيات الكبيرة والصناعات النانوية المتزايدة، إلا ان هذه التقنية مازالت تجابه عدة تحديات، وهذه التحديات يمكن إجمالها بما يلي:

.1صعوبة تضمينها وتكاملها مع المنظومات العيانية (الكبيرة) والمايكروية، مما يحد من استخداماتها داخل الأنظمة الالكترونية والمعقدة منها خصوصاً. وبالتالي تحد من تفاعلها مع البشر بصورة مباشرة.

2. صعوبات فنية وتقنية في صناعة أجهزة أخرى (غير ما ذكر) لدراسة خواص الجسيمات والتراكيب النانوية بصورة أدق وأعمق، حيث ما زالت كثير من خواص هذه المواد غير معروفة أو غير مفهومة بشكل كامل لحد ألان فالحجم الصغير لهذه التراكيب يجعل من الصعوبة البالغة صنع أجهزة قياس ملائمة من حيث دقة العمل وقلة الضوضاء فأدنى ضوضاء أو تشويش يمكن أن يؤثر في التركيب كلما صغر حجمه) والحساسية الفائقة لدراسة الخواص الفيزيائية والكيميائية لهذه التراكيب.

3. بسبب المساحة السطحية الكبيرة للمركبات النانوية، فان جميع المركبات النانوية تمتلك طاقة سطحية كبيرة، ولذلك فهي غير مستقرة بصورة عامة، وبالتالي فان اكبر مشكلة تواجه المركبات فالصناعات النانوية هو التغلب على هذه الطاقة الهائلة   .

. 4مشاكل تقنية وفنية مختلفة تجابه صناعة التراكيب النانوية ذاتها، مثلاً بعض التراكيب تحتوي على عيوب أو شوائب أو تكون غير ناعمة وغير منتظمة الشكل الخارجي وربما الداخلي ايضاً بشكل جيد.

5. تحديات من نوع آخر غير التحديات التقنية والفنية، هو عدم معرفة التأثيرات الصحية والسمية لها بشكل كامل مما يحد من استخدامها خصوصاً في مجالات الأغذية والزراعة والأدوية.

6. من التحديات الأخرى، إيجاد طرق تحضير تراکیب نانوية عملية ورخيصة لبعض التراكيب, والتغلب على المخاطر الصحية والسمية المرافقة لبعض التقنيات.