A nanotecnologia molecular é uma tecnologia que utiliza a fabricação molecular, baseada na capacidade de construir estruturas com especificações atômicas complexas por meio da mecanossíntese. Envolveria a combinação de princípios físicos demonstrados pela química, pelas nanotecnologias e pela maquinaria molecular da vida com os princípios de engenharia de sistemas encontrados nas modernas fábricas em macroescala.