有用的的应用便是在纳米医学中的应用。例如，生物机器可以用于识别和摧毁癌细胞。另一个有潜力的应用是对有毒化学物质的探测及其在环境中浓度的计量。莱斯大学已经展示了一种由一个化学过程发展而来的、利用巴克球作为轮子的单分子汽车。它通过控制环境温度和放置一个扫描隧道显微镜（STM）尖端而被激活驱动。另一种定义是：这种纳米机器人是一种可以和纳米级别物体进行精确交互的机器人，或者是一种能够以纳米级精度制造的机器人。这种设备更接近于显微镜和扫描探针显微镜，而不是作为分子机器的纳米机器人的一种描述。在这种“显微镜”定义下，