奈米感測器的潛在應用包括藥物，汙染物和病原體的檢測以及監測製造過程和運輸系統。透過測量物理性質（體積，濃度，位移和速度，重力，電和磁力，壓力或溫度）的變化，奈米感測器可以在分子水平上區分和識別某些細胞為了提供藥物或監測人體特定部位的發育。
而根據訊號轉導的型別，奈米感測器主要分成光學，機械，振動和電磁這幾類。在以下的應用說明中將會體現這幾類感測器。
醫療生物：
奈米感測器的一個示例涉及使用硒化鎘量子點的熒光特性作為感測器來發現體內腫瘤。然而，硒化鎘點的不利之處在於它們對身體有劇毒。結果，研究人員正在研究由另一種毒性較小的材料製成的替代點，同時仍保留某些熒光特性。特別是，他們一直在研究硫化鋅量子點的特殊好處，儘管它們的熒光性不如硒化鎘，但可以用包括錳和各種鑭系元素在內的其他金屬來增強。此外，這些較新的量子點與靶細胞結合時會發出更多的熒光。
奈米感測器的另一個應用涉及在IV線中使用矽奈米線來監測器官健康。奈米線對檢測痕量生物標誌物很敏感，這些標誌物透過血液擴散到IV線中，可以監測腎臟或器官衰竭。這些奈米線將允許連續的生物標誌物測量，這在時間敏感性方面提供了優於傳統生物標誌物定量測定法（例如ELISA）的一些好處。
奈米感測器還可用於檢測器官植入物中的汙染。奈米感測器被嵌入植入物中，並透過傳送給臨床醫生或醫療保健提供者的電訊號檢測植入物周圍細胞中的汙染。奈米感測器可以檢測出被細菌汙染的細胞是否健康，發炎。
當前，奈米感測器已經確立了自己在生物學應用中的卓越感測技術的地位。在生物成像中尤其如此，比如以上提到的奈米感測器可以高靈敏度地測量分子的熒光。
但是，由於對奈米感測器的不利影響以及奈米感測器的潛在細胞毒性作用的瞭解不足，因此對於用於醫療行業的奈米感測器的標準制定有嚴格的規定。另外，可能存在高昂的原材料成本，例如矽，奈米線和碳奈米管，這阻礙了需要擴大規模實施的奈米感測器的商業化和製造。為了減輕成本的缺點，研究人員正在研究製造由更具成本效益的材料製成的奈米感測器。由於奈米感測器的尺寸小且對不同的合成技術敏感，因此可重複生產奈米感測器還需要很高的精度，這會產生其他技術難題。
環境監測：
奈米感測器具有監測和分析環境樣品中發現的微生物和有毒化學化合物的強大能力。奈米材料可用於增強電化學感測器和離子選擇電極（ISE）的靈敏度，這是用於檢測水性樣品中痕量金屬，硝酸鹽，磷酸鹽和農藥的常規技術。奈米感測器還具有實時測量的能力，這對於環境監測應用而言是非常有價值的特性。
許多應用專注於在特定環境中檢測各種分子。但是，奈米感測器也可以用於檢測電磁輻射。一個示例是使用氧化鋅奈米棒或氧化鋅奈米線來檢測低水平的紫外線輻射。奈米線通常用於電磁輻射感測應用，因為它們會改變其電阻狀態並引起對電磁射線的可測量響應。奈米線也可以並聯使用，其中電子跨所有奈米線級聯並提供快速有效的響應。
國防軍事：
整體而言，奈米科學在國防和軍事領域具有巨大的應用潛力。應用包括化學檢測，淨化和法醫。然而，這些奈米感測器的應用目前大部分仍在研究和開發中。
正在開發用於國防應用的某些奈米感測器包括用於檢測爆炸物或有毒氣體的奈米感測器。這種奈米感測器的工作原理是，可以使用例如壓電感測器根據氣體分子的質量來區分它們。如果氣體分子吸附在檢測器的表面，則晶體的共振頻率會發生變化，並且可以將其測量為電特性的變化。此外，用作柵極電位計的場效應電晶體，如果其柵極對它們敏感，則可以檢測到有毒氣體。
在類似的應用中，奈米感測器可用於軍事和執法服裝和裝備。海軍研究實驗室的奈米科學研究所已經研究了用於奈米光子學和鑑定生物材料的量子點。當與分析物（例如有毒氣體）接觸時，層疊有聚合物和其他受體分子的奈米顆粒會改變顏色。這會警告使用者他們處於危險中。其他專案包括將衣服嵌入生物感測器，以傳遞有關使用者健康和生命的資訊，這對於監視戰鬥中計程車兵很有用。
令人驚訝的是，為國防和軍事用途製造奈米感測器時，一些最具挑戰性的方面本質上是政治上的，而不是技術上的。許多不同的政府機構必須共同努力分配預算，共享資訊和測試進度；在如此龐大和複雜的機構中，這可能是困難的。此外，簽證和移民身份可能成為外國研究人員的問題-由於主題非常敏感，有時可能需要政府批准。
最後，目前還沒有關於奈米感測器測試或感測器行業中應用的明確定義或清晰的法規，這增加了實施的難度。奈米感測器還用於檢測糖塊以及檢查人體癌組織。
奈米感測器的潛在應用包括藥物，汙染物和病原體的檢測以及監測製造過程和運輸系統。透過測量物理性質（體積，濃度，位移和速度，重力，電和磁力，壓力或溫度）的變化，奈米感測器可以在分子水平上區分和識別某些細胞為了提供藥物或監測人體特定部位的發育。
而根據訊號轉導的型別，奈米感測器主要分成光學，機械，振動和電磁這幾類。在以下的應用說明中將會體現這幾類感測器。
醫療生物：
奈米感測器的一個示例涉及使用硒化鎘量子點的熒光特性作為感測器來發現體內腫瘤。然而，硒化鎘點的不利之處在於它們對身體有劇毒。結果，研究人員正在研究由另一種毒性較小的材料製成的替代點，同時仍保留某些熒光特性。特別是，他們一直在研究硫化鋅量子點的特殊好處，儘管它們的熒光性不如硒化鎘，但可以用包括錳和各種鑭系元素在內的其他金屬來增強。此外，這些較新的量子點與靶細胞結合時會發出更多的熒光。
奈米感測器的另一個應用涉及在IV線中使用矽奈米線來監測器官健康。奈米線對檢測痕量生物標誌物很敏感，這些標誌物透過血液擴散到IV線中，可以監測腎臟或器官衰竭。這些奈米線將允許連續的生物標誌物測量，這在時間敏感性方面提供了優於傳統生物標誌物定量測定法（例如ELISA）的一些好處。
奈米感測器還可用於檢測器官植入物中的汙染。奈米感測器被嵌入植入物中，並透過傳送給臨床醫生或醫療保健提供者的電訊號檢測植入物周圍細胞中的汙染。奈米感測器可以檢測出被細菌汙染的細胞是否健康，發炎。
當前，奈米感測器已經確立了自己在生物學應用中的卓越感測技術的地位。在生物成像中尤其如此，比如以上提到的奈米感測器可以高靈敏度地測量分子的熒光。
但是，由於對奈米感測器的不利影響以及奈米感測器的潛在細胞毒性作用的瞭解不足，因此對於用於醫療行業的奈米感測器的標準制定有嚴格的規定。另外，可能存在高昂的原材料成本，例如矽，奈米線和碳奈米管，這阻礙了需要擴大規模實施的奈米感測器的商業化和製造。為了減輕成本的缺點，研究人員正在研究製造由更具成本效益的材料製成的奈米感測器。由於奈米感測器的尺寸小且對不同的合成技術敏感，因此可重複生產奈米感測器還需要很高的精度，這會產生其他技術難題。
環境監測：
奈米感測器具有監測和分析環境樣品中發現的微生物和有毒化學化合物的強大能力。奈米材料可用於增強電化學感測器和離子選擇電極（ISE）的靈敏度，這是用於檢測水性樣品中痕量金屬，硝酸鹽，磷酸鹽和農藥的常規技術。奈米感測器還具有實時測量的能力，這對於環境監測應用而言是非常有價值的特性。
許多應用專注於在特定環境中檢測各種分子。但是，奈米感測器也可以用於檢測電磁輻射。一個示例是使用氧化鋅奈米棒或氧化鋅奈米線來檢測低水平的紫外線輻射。奈米線通常用於電磁輻射感測應用，因為它們會改變其電阻狀態並引起對電磁射線的可測量響應。奈米線也可以並聯使用，其中電子跨所有奈米線級聯並提供快速有效的響應。
國防軍事：
整體而言，奈米科學在國防和軍事領域具有巨大的應用潛力。應用包括化學檢測，淨化和法醫。然而，這些奈米感測器的應用目前大部分仍在研究和開發中。
正在開發用於國防應用的某些奈米感測器包括用於檢測爆炸物或有毒氣體的奈米感測器。這種奈米感測器的工作原理是，可以使用例如壓電感測器根據氣體分子的質量來區分它們。如果氣體分子吸附在檢測器的表面，則晶體的共振頻率會發生變化，並且可以將其測量為電特性的變化。此外，用作柵極電位計的場效應電晶體，如果其柵極對它們敏感，則可以檢測到有毒氣體。
在類似的應用中，奈米感測器可用於軍事和執法服裝和裝備。海軍研究實驗室的奈米科學研究所已經研究了用於奈米光子學和鑑定生物材料的量子點。當與分析物（例如有毒氣體）接觸時，層疊有聚合物和其他受體分子的奈米顆粒會改變顏色。這會警告使用者他們處於危險中。其他專案包括將衣服嵌入生物感測器，以傳遞有關使用者健康和生命的資訊，這對於監視戰鬥中計程車兵很有用。
令人驚訝的是，為國防和軍事用途製造奈米感測器時，一些最具挑戰性的方面本質上是政治上的，而不是技術上的。許多不同的政府機構必須共同努力分配預算，共享資訊和測試進度；在如此龐大和複雜的機構中，這可能是困難的。此外，簽證和移民身份可能成為外國研究人員的問題-由於主題非常敏感，有時可能需要政府批准。
最後，目前還沒有關於奈米感測器測試或感測器行業中應用的明確定義或清晰的法規，這增加了實施的難度。奈米感測器還用於檢測糖塊以及檢查人體癌組織。