早在"纳米颗粒"这个术语出现之前，古代工匠们就已经在不知不觉中使用纳米结构材料了。
著名的莱克格斯杯（公元4世纪）和中世纪彩色玻璃之所以能呈现变幻的色彩，是因为其中含有金或银纳米颗粒。
直到19世纪，迈克尔·法拉第（1791-1867）才开始研究金属胶体，为科学理解纳米尺度效应奠定了基础。
20世纪见证了科学发现的加速，最终在1959年由理查德·费曼（1918-1988）发表了一场富有远见的演讲，他设想在原子尺度上操纵物质。1981年扫描隧道显微镜的发明标志着一个转折点，使得直接观察和操纵原子成为可能。
自20世纪80年代以来，纳米技术经历了指数级增长，使纳米颗粒成为当代研究的基石，其应用范围从医学到电子和环境领域。
纳米颗粒是指至少有一个维度在1到100纳米（nm）之间的物体。作为对比，人类头发的直径约为80,000纳米。这一纳米尺度仅相当于几十到几百个原子的范围。在此尺度下，材料的物理、化学和生物特性会发生根本性变化：它们不再仅遵循经典物理定律，而是进入一个量子效应占据主导的中间区域。
纳米颗粒处于化学与物理学相互交织的界面。
从物理角度来看，它们遵循量子规律：电子限域、能级量子化以及隧道效应改变了电子在这些尺度上的行为方式。
从化学角度来看，它们的高反应活性表面影响着反应的动力学和热力学。因此，纳米粒子能够催化在宏观尺度上原本不可能发生的反应。
这种双重性需要采用跨学科的方法来理解、建模并利用新兴效应，特别是通过电子能谱、原子力显微镜（AFM）或从头算分子模拟等工具。
纳米颗粒可以是天然的（来自火山、火灾或生物过程），也可以是人工的（通过冷凝、沉淀或光刻等物理化学过程合成）。 其极高的比表面积（可达1000 m²/g）使其成为理想的催化剂。
此外，它们的光学行为（如金纳米粒子溶液的颜色）、导热或导电性以及化学反应活性都强烈依赖于其尺寸。电子限域效应和表面效应主导了常规的块体性质。
纳米颗粒广泛应用于多个领域：医学（靶向肿瘤、RNA或药物载体）、电子学（更薄的晶体管、数据存储）、光学（屏幕、传感器、光子材料）以及环境应用（污染控制、空气过滤器）。
它们的小尺寸使其能够穿过细胞膜，这既是优势也是风险：它们对生物体和环境的潜在毒性是一个活跃的研究课题。
理解这些纳米级物体与生物物质之间的相互作用是纳米科学的核心。
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