به جز پیشرفت‌هایی که در علم پزشکی مدرن، در قرن اخیر صورت گرفت، پزشکی جدیدتری ظهور کرده است که بیش از اینکه یک علم باشد، یک هنر وابسته به ابزار است. در پنجاه سال اخیر، دانش پزشکی بررسی بیماری‌ها را در ابعاد مولکولی به پیش برده است. از دیدگاه مولکولی، پزشکی مدرن هنوز در ابتدای راه خود قرار دارد. مثلاً امروزه از داروهایی استفاده می‌کنیم که شامل ساختار محدودی از مولکول‌ها هستند. این ملکول ها برای درمان یک بیماری خاص به کار می‌روند. به کمک نانوپزشکی، محصولات دارویی می‌توانند مثل ماشین‌های هوشمند برنامه‌ریزی شوند. آنها به حسگرهایی مجهزند که می‌توانند قدرت تصمیم‌گیری و تأثیرپذیری از محیط را برای ماشین فراهم کنند. این ماشین‌ها می‌توانند جلو عوارض جانبی و واکنش‌های حساسیت‌زا را بگیرند. داروهای جدید خود را با بدن سازگار می‌کنند و تنها با رسیدن به مقصد نهایی عمل اختصاصی خود را (که در واقع همان درمان است) انجام می‌دهند. آنها می‌توانند قبل از فعال ‌شدن دارو از آزاد شدن مقدار بیشتر از حد آن جلوگیری کنند و مانع بروز مسمومیت‌ شوند.
درمان و پیشگیری بیماری‌ها از قابلیت‌های خوب فناوری نانو به شمار می‌رود. این فناوری با استفاده از نانوابزارها و نانوساختارهای مهندسی‌شده، اعمالِ ساخت، کنترل، دیدن و ترمیم سیستم زیستی انسان در مقیاس مولکولی را انجام می‌دهد. ابزارهای بسیار ابتدایی نانوپزشکی می‌توانند برای شناسایی بیماری‌ و توزیع دارو، و همچنین توزیع هورمون در بیماری‌های مزمن و نقص‌های سیستم بدن به کار روند. ابزارهای بسیار پیشرفته‌تر، از قبیل نانوروبات‌ها هستند که به عنوان جراحان کوچک داخل بدن عمل می‌کنند. (نانوروبات‌ها، روبات‌هایی هستند که اندازه‌ی آنها در حد نانومتر باشد.).چنین ماشین‌هایی می‌توانند با ورود به داخل سلول‌ها ساختار آسیب‌دیده آنها را تغییر دهند و درصدد تعمیر آنها برآیند. آنها قادرند خود را تکثیر کنند یا نواقص ژنتیکی را با جابه‌جا کردن یا دستکاری مولکول‌های DNA برطرف سازند.
دانشمندان معتقدند با پیشرفت‌هایی که در مهندسی ژنتیک، فناوری نانو و پزشکی ایجاد شده و درک عمیقی که از اعمال سلولی حاصل گردیده است، می‌توان ماشین‌های میکروسکوپی نیرومند و متخصص را برای مبارزه با بیماری‌ها طراحی کرد و توسط آنها در ابعاد سلولی به تعمیرات فیزیولوژیکی پرداخت.