納米機器人是一種基於分子水平的生物學原理設計的微型機器，它們能夠在納米尺度上執行各種操作。
納米機器人屬於分子納米技術（Molecular Nanotechnology）的範疇，這些微型機器可以設計用於執行精確的任務，如醫學上的在人體內尋找和摧毀癌細胞，或在工業中進行精確的製造和組裝。納米機器人的研製涉及合成生物學、細胞信號傳導和基因調控網絡的重設計，以開發類似於生物計算機或細胞機器人的系統。
這些設備的特點是在納米尺度上理解並利用生物大分子的精細結構及其功能，以及獲取生命信息。雖然目前還沒有真正意義上的納米級體積、可控的納米機器人，但已經有一些用於納米級操作的裝置，如掃描隧道顯微鏡（STM）和原子力顯微鏡（AFM），它們能夠在納米尺度上進行精確操作。