Μία από τις κυριότερες εφαρμογές της Νανοτεχνολογίας είναι η Ενέργεια καθώς καλύπτει ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών που περιλαμβάνει την παραγωγή, την αποθήκευση και την εξοικονόμηση της ενέργειας.

Μία από τις κύριες εφαρμογές της νανοτεχνολογίας είναι η παραγωγή ενέργειας μέσω των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Με την ανάπτυξη των κατάλληλων νανό-υλικών έχει επιτευχθεί η παραγωγή ενέργειας με τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας διασφαλίζοντας την οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον παραγωγή ενέργειας. Στόχο αποτελεί η ανάπτυξη των κατάλληλων υλικών προκειμένου να επιτευχθεί η παραγωγή εύκαμπτων φωτοβολταϊκών που θα εμφανίζουν ευκαμψία επιτρέποντας την τοποθέτηση τους σε οποιαδήποτε επιφάνεια διασφαλίζοντας παράλληλα την ανακύκλωση τους.

Παραγωγή ενέργειας μπορεί επίσης να επιτευχθεί και με τη χρήση κυψελίδων υδρογόνου με τη χρήση νανο-υλικών ως καταλύτη αλλά και με τη χρήση των κατάλληλων νανο-υλικών (π.χ. ζεόλιθοι, νανοσωλήνες άνθρακα κλπ) για την αποθήκευση του υδρογόνου.

Σχετικά με την αποθήκευση ενέργειας, έχουν αναπτυχθεί μπαταρίες με τη χρήση της νανοτεχνολογίας που εμφανίζουν υψηλότερο χρόνο ζωής ή είναι επαναφορτιζόμενες

Όσον αφορά στην εξοικονόμηση ενέργειας, μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση νανοϋλικών που θα διασφαλίζουν την ανάπτυξη αποδοτικότερων συστημάτων μόνωσης , με τη χρήση αποδοτικότερων συστημάτων φωτισμού με τη χρήση Διόδων Εκπομπής Φωτός (Light Emitting Diodes/LED) και Οργανικών Διόδων Εκπομπής Φωτός (Organic Light Emitting Diodes/OLED) και με τη χρήση ελαφρύτερων και ανθεκτικότερων υλικών στον τομέα των μεταφορών.

Τα πλεονεκτήματα που ήδη έχουν καταγραφεί από το σχεδιασμό προϊόντων με βάση της νανοτεχνολογία με εφαρμογή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας περιλαμβάνουν

• Την αύξηση της απόδοσης του φωτισμού και τις θέρμανσης
• Την αύξηση της ηλεκτρικής χωρητικότητας αποθήκευσης.
• Η μείωση των ρύπων