如果说人类智慧有一个区域的话，那么，科学向更小的或是更大的长度单位不断扩展，就标志着人类视野的不断开阔。
在工业革命以前，大部分人类生产、科研不需要用到毫米，“毛估估”的做法说明了我们对这个世界认知的粗浅。
以蒸汽机等机械发明为主要标志的第一次工业革命，将人类认知推向毫米层次。
第二次工业革命，发明了电，从机械时代进入微电子时代，毫米不够用了，毫米的千分之一——微米诞生了。随着科学技术的发展，微米层次的局限越来越明显，例如，电脑芯片虽然已越做越小，但即将达到材料的物理极限，只有进入另一个层次——纳米层次，才会有更大的突破，比如将现在的笔记本电脑变得像手表一样小，或更小，可以把它固定在纺织品面料上。
1959年，诺贝尔奖获得者、被认为继爱因斯坦之后最为厉害的理论物理学家—理查得·费因曼教授在加州理工大学发表了题为《在底部还有很大空间》的演讲。在费因曼看来，人类社会目前的生产方式，总是“从上而下”的，他提出：为什么我们不可以从单个分子、甚至原子开始出发，进行组装，达到我们的要求？物理学的规律不排除一个原子一个原子制造物品的可能。”。这是关于纳米技术最早的梦想，在当时并没有引起人们足够的注意。
20世纪70年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。
德国人跨出第一步 ，美国人拉开序幕 。
要从分子、原子出发，制造物品，第一步得看见原子和分子，这一关键性的突破，由德国人开始。
1982年，德国科学家发明了研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜，人类从此可以直观地观察到单个原子了，从而揭示了一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极的促进作用。
看得见原子，第二步就是要能够操纵它。1990年，美国加州IBM实验室，将35个氙原子排布成“IBM”3个字母。总面积只有几个平方纳米，人类第一次实现了操纵单个原子，纳米科技的序幕拉开了。
1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。
1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的10倍，成为纳米技术研究的热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。
1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字，1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“ＩＢＭ”之后，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。
1997年，美国科学家首次成功地用单电子移动单电子，利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。
1999年，巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量；此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤，打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。
到1999年，纳米技术逐步走向市场，全年纳米产品的营业额达到500亿美元。
近年来，一些国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心，把纳米技术列入新５年科技基本计划的研发重点；德国专门建立纳米技术研究网；美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心，美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1.16亿美元增加到2001年的4.97亿美元。