การสังเคราะห์โดยจัดวางโมเลกุลอย่างเป็นระเบียบได้ด้วยตนเองนี้  เป็นวิธีการผลิตโครงสร้างนาโนแบบจากเล็กไปใหญ่ (bottom-up) โดยที่การประกอบตัวเองได้เป็นแนวคิดพื้นฐานของโครงสร้างที่เกิดการรวมตัวกันอย่างเสถียรได้  โดยปราศจากการสร้างพันธะโควาเลนต์  โดยที่โครงสร้างนาโนนั้นจะเกิดการรวมตัวเข้าด้วยกันจากแรงแบบไอออนิค (ionic interactions)   พันธะไฮโดรเจน  พันธะที่เกิดจากการใกล้ชิดกันมากๆ ของอะตอม (dispersion forces)  พันธะโคออร์ดิเนชันหรือพันธะเดทีฟ (coordination or dative bond)  และแรงและพลังงานที่เกิดจากการไม่ชอบน้ำจากส่วนต่างๆ ของโมเลกุล (hydrophobic effects) เป็นต้น   วิธีการนี้จะเป็นการนำอะตอมหรือโมเลกุลวางลงไปยังพื้นผิวหรือโครงสร้างนาโน แล้วโมเลกุลนั้นจะเรียงตัวในตำแหน่งที่ต้องการได้เอง ทั้งนี้การรวมตัวกันเป็นไปเพื่อลดปริมาณระดับพลังงานโดยรวมให้อยู่ในระดับต่ำที่สุด ข้อได้เปรียบสำคัญของการผลิตโครงสร้างโมเลกุลด้วยวิธีการนี้ คือ สามารถสร้างโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่ได้ ดังนั้นวิธีการนี้จึงมีแนวโน้มที่จะเป็นวิธีการใหม่ในการผลิตโครงสร้างระดับนาโนขนาดใหญ่ เช่น หน่วยความจำและหน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์ เป็นต้น