เส้นลวดนาโน เป็นโครงสร้างนาโนที่เป็นวัสดุสังเคราะห์ของวัตถุของแข็งที่มีรูปร่างเป็นเส้นใน 1 มิติ และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กมากในระดับนาโนเมตร (ไม่เกิน 100 นาโนเมตร) ด้วยขนาดเล็กระดับนาโนเมตรและมีรูปร่างโครงสร้างใน 1 มิติของเส้นลวดนี้ ทำให้โครงสร้างนาโนนี้เกิดปรากฎการณ์ทางควอนตัมกับคุณสมบัติของเส้นลวดนาโน เพราะว่าทำให้อิเล็กตรอนสามารถที่จะเคลื่อนที่ไปได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น [ด้วยเหตุนี้บางครั้งก็จะเรียกเส้นลวดนาโนว่าเป็นเส้นลวดควอนตัม (quantum wire)] เช่นเดียวกันกับที่เกิดขึ้นภายในท่อนาโนคาร์บอน แต่สำหรับเส้นลวดนาโนนั้นสามารถจะสร้างขึ้นมาได้จากหลายวิธีและหลายวัสดุที่แตกต่างกันออกไป อีกทั้งมีขนาดโครงสร้างเพียง 1 มิติเท่านั้น

          เส้นลวดนาโนที่มีอยู่ที่เกิดจากการสังเคราะห์ขึ้นมานั้นมีมากมายหลายชนิดแตกต่างกัน  เพราะเส้นลวดนาโนสามารถสร้างขึ้นมาจากวัสดุที่เป็นสารอนินทรีย์ต่างๆ ได้มากมาย  ตัวอย่างเช่น เส้นลวดนาโนของโลหะ ก็ได้แก่ เส้นลวดนาโนนิกเกิล เส้นลวดนาโนแพลทตินัม เส้นลวดนาโนทองคำ เป็นต้น ส่วนเส้นลวด   นาโนที่เป็นสารกึ่งตัวนำ ก็ได้แก่ เส้นลวดนาโนซิลิกอน เป็นต้น และเส้นลวดนาโนที่เป็นฉนวน ก็ได้แก่ เส้นลวดนาโนออกไซด์ของซิลิกอน เส้นลวดนาโนออกไซด์ของไทเทเนียม เป็นต้น

          แต่ในระบบธรรมชาติก็มีเส้นลวดนาโนเช่นเดียวกัน เส้นลวดนาโนระดับโมเลกุลที่ประกอบกันขึ้นมาอย่างเป็นพอลิเมอร์จากหน่วยอะตอมย่อยของสารอินทรีย์ ได้แก่ โมเลกุลของดีเอ็นเอ นั่นเอง  ซึ่งเหล่านักวิทยาศาสตร์ก็มีแนวคิดที่จะนำโครงสร้างนาโนของดีเอ็นเอมาใช้  สำหรับสร้างเป็นตัวนำไฟฟ้าในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับนาโนเช่นเดียวกัน

          เส้นลวดนาโนสามารถแสดงคุณสมบัติพิเศษเฉพาะทางไฟฟ้าได้ เนื่องด้วยขนาดที่เล็กมากของมันเอง และคุณลักษณะการนำไฟฟ้าของเส้นลวดนาโน ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงตัวของอะตอมที่บริเวณพื้นผิวของเส้นลวดนาโน ถ้าเส้นลวด  นาโนยิ่งมีขนาดที่เล็กลงไปเท่าไหร่ จำนวนอะตอมที่จัดเรียงตัวอยู่ที่บริเวณพื้นผิวก็จะยิ่งมีจำนวนมากยิ่งขึ้น  เมื่อเทียบกับจำนวนอะตอมที่อยู่ภายในเส้นลวดนาโน ก็จะยิ่งทำให้เส้นลวดนาโนสามารถที่จะนำไฟฟ้าได้ดียิ่งขึ้น   ดังนั้นจึงมีการนำเส้นลวดนาโนมาใช้ในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าต่างๆ เช่น ทรานซิสเตอร์  เกทพื้นฐานเชิงตรรกะ (logic gate) หน่วยความจำในเครื่องคอมพิวเตอร์  แผงวงจรรวม  เป็นต้น  หรือแม้แต่การนำมาใช้ในการสร้างเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์หรือโซลาเซลล์ (solar cell)

          นาโนปอร์ (หรืออาจจะเรียกว่ารูพรุนนาโน)  เป็นโครงสร้างนาโนที่มีลักษณะเป็นรูหรือช่องลึกขนาดเล็กมาก  ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเริ่มตั้งแต่ 1 นาโนเมตรเป็นต้นไปจนถึง 100 นาโนเมตร   ซึ่งสามารถสร้างได้โดยการสังเคราะห์จากเครื่องมือต่างๆ และเทคนิคต่างๆ เช่น  FIB (Focus Ion Beam) หรือจากการสังเคราะห์โดยจัดวางโมเลกุลอย่างเป็นระเบียบได้ด้วยตนเอง (Self-assembly) ของโมเลกุล 

          การสังเคราะห์นาโนปอร์นั้น  โดยมากจะเป็นการสังเคราะห์มาประยุกต์ใช้งานที่เฉพาะเจาะจง  เช่น  การสร้างเครื่องปั้มไอออน  ซึ่งจะทำงานเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของประจุไฟฟ้าเกิดขึ้น  โดยจะทำหน้าที่ในการปั้มไอออนจากด้านหนึ่งที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงมาถ่ายเทสู่อีกด้านหนึ่งที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่า  หรือถูกใช้ในการสร้างตัวรับสัมผัสระดับนาโน (nanosensor) เพื่อใช้สำหรับตรวจสอบโครงสร้างและการทำงานระดับโมเลกุล  เช่น  ดีเอ็นเอ หรือโปรตีน  เป็นต้น  

          นาโนปอร์เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นอยู่แล้วในระบบธรรมชาติ  ซึ่งมีลักษณะเป็นรูขนาดเล็กระดับนาโนเมตร (แต่ก็จะต้องมีขนาดใหญ่กว่าโมเลกุลที่จะผ่านเข้าออกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น)   ที่อยู่กับบริเวณของเนื้อเยื่อที่เป็นฉนวนทางไฟฟ้า (ซึ่งจะถูกใช้เป็นตัวตรวจสอบระดับโมเลกุล)  โดยมีทั้งที่อยู่เป็นช่องผ่านภายในเยื่อหุ้มเซลล์  ที่ทำหน้าที่เป็นผู้ตรวจสอบลำดับเบสของดีเอ็นเอ (DNA sequencing)  ทำหน้าที่จำแนกว่าดีเอ็นเอเป็นสายเดี่ยวหรือสายคู่  จำแนกชนิดของพอลิเมอร์ตามที่จะผ่านตามความยาว  และจำแนกชนิดของไอออน (ตัวอย่างที่รู้จักกันดีก็อย่างเช่น  ช่องเข้าออกเยื่อหุ้มเซลล์ควบคุมด้วยความต่างศักย์ไฟฟ้าหรือโซเดียม-โปแทสเซียมปั้มนั่นเอง)  เป็นต้น