Die Nanoelektronik ist eine miniaturisierte Mikroelektronik. Da der Übergang zwischen Mikroelektronik und Nanoelektronik fließend ist, gelten für integrierte Schaltungen der Nanoelektronik Strukturbreiten von 100 nm und weit darunter. Bei der Nanotechnologie geht es um Materiestrukturen in molekularen Größen von einem Millionstel eines Millimeters. Beispiele hierfür sind Nanodrähte und Nanchips.
Die Nanoelektronik umfasst neben den genannten Beispielen außerdem Nanosensoren und Nanochips, deren Strukturbreiten so schmal sind, dass sie nicht mehr mit klassischer DUV-Lithografie erzeugt werden können, weil die Wellenlänge der Lichtquelle größer ist als die geforderte Strukturbreite. Aus diesem Grund arbeitet man bei der Fotolithografie mit extrem kurwelligem UV- Licht, der Extreme Ultraviolet Lithography ( EUVL).
Als Basiselemente benutzt die Nanoelektronik Leiter und Halbleiter. Die Leiter werden durch Nanodrähte gebildet, und die logischen Gatter, wie in der Digitaltechnik üblich, durch Halbleitermaterial. Aus diesen Basiselementen entstehen aktive Nanokomponenten, wie Nanosensoren oder Nanochips mit Strukturbreiten von 45 nm und darunter. Durch diese extrem schmalen Strukturbreiten können Nanochips mit einer Integrationsdichte von Giga Large Scale Integration ( GLSI) hergestellt werden. In Zahlen ausgedrückt bedeutet das: 100 Millionen Halbleiterelemente auf einem Nanochip von einem Quadratmillimeter. Ein Beispiel für Nanochips ist Smart Dust.
Die Nanoelektronik hat einige Vorteile gegenüber der Mikroelektronik: die Komponenten sind wesentlich kompakter, haben eine geringere Leistungsaufnahme und eine höhere Schaltgeschwindigkeit.