เป็นคอมพิวเตอร์นาโนที่มีกรรมวิธีในการสร้างคล้ายกับคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ในปัจจุบันนี้ ซึ่งทำงานได้โดยอาศัยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจำนวนมากผ่านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ แต่สำหรับคอมพิวเตอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์จะแตกต่างกับคอมพิวเตอร์โดยปกติ ตรงที่จะใช้การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวหรือจำนวนน้อย ๆ (ด้วยสถานะทางควอนตัม) ไหลผ่านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ระดับนาโน  เพื่อให้คอมพิวเตอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์สามารถทำงานได้ 

          เป็นคอมพิวเตอร์นาโนที่ทำงานโดยอาศัยปฏิกิริยาทางเคมีของการสร้าง หรือการสลายพันธะทางเคมีหรือชีวเคมีเป็นตัวดำเนินการในการจัดเก็บข้อมูลและส่งผ่านข้อมูล  และคอมพิวเตอร์นาโนนี้สามารถดำเนินการเชิงตรรกะได้  จากการปรับเปลี่ยนการจัดเรียงตัวของโครงสร้างโมเลกุลและโครงสร้างทางเคมีของสารต่างๆ หรือจากการวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารต่างๆ ที่ทำปฏิกิริยาต่อกัน ตัวอย่างของคอมพิวเตอร์นาโนที่อาศัยโครงสร้างของชีวโมเลกุล/โครงสร้างโมเลกุลทางเคมีที่อาจจะเกิดขึ้นนี้ ได้แก่ คอมพิวเตอร์ดีเอ็นเอ (DNA computer) ที่อาจจะใช้โปรตีนเป็นเสมือนฮาร์ดแวร์ และใช้ลำดับเบสของสายดีเอ็นเอเป็นเสมือนซอฟแวร์  เป็นต้น

          เป็นคอมพิวเตอร์นาโนที่ทำงานเชิงตรรกะ ได้โดยอาศัยการทำงานร่วมกันของเครื่องกลขนาดเล็กระดับโมเลกุล ที่ทำหน้าที่ประสานร่วมกันระหว่างเฟือง เพลา เกียร์ ลูกปืนลดแรงเสียดทาน และอุปกรณ์เชิงกลต่างๆ ที่มีขนาดระดับนาโนเมตรทั้งสิ้น ซึ่งโดยส่วนมากจะใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นโครงสร้างหลักในการผลิตอุปกรณ์เชิงกลเหล่านี้ (เพราะในปัจจุบันมีการนำท่อนาโนคาร์บอนมาใช้ในงานเชิงกลแล้วอย่างหลากหลาย)  แต่อย่างไรก็ตามสำหรับคอมพิวเตอร์นาโนเชิงกลนี้ ยังเป็นเรื่องที่จะต้องใช้การศึกษาและพัฒนาอีกเป็นอย่างมากกว่าจะสามารถผลิตขึ้นมาและนำมาใช้งานได้จริง (ก็คือกว่าจะสามารถสร้างหรือผลิตอุปกรณ์เชิงกลต่างๆ ที่มีขนาดระดับนาโนเมตรได้จริงนั่นเอง)