De nombreux théoriciens ont réfléchi aux implications de la science pour l'Homme, notamment Jacques Ellul, en 1977, dans Le système technicien (Calmann-Lévy). Pour eux, à l'instar des OGM ou de l'énergie nucléaire, les nanotechnologies ne relèvent pas du domaine strictement scientifique, car la science a une influence (négative comme positive) sur notre vie quotidienne.
.
Depuis peu, les juristes commencent à formuler des problématiques juridiques à propos des nanotechnologies: quelques articles sont parus à la suite de l'avis du Conseil national d'éthique de février 2007. Ils traitent du principe de précaution,du droit à l'information, de la responsabilité, des libertés publiques, de la propriété intellectuelle...
Les nanotechnologies permettraient d'étendre les possibilités dans le traçage des personnes et la biométrie.
Le marché de la biométrie est en pleine croissance à la fin des années 2000. L'existence de puces d'identification n'est pas nouvelle et est largement utilisée au quotidien (en 2008). C'est par exemple sur de tels principes que reposent certains systèmes d'abonnements à des transports en commun : des puces sont approchées d'une borne qui en modifie le contenu et, par exemple, valide un trajet. Seule la miniaturisation plus importante dont ces puces font l'objet est nouvelle. C'est cette miniaturisation ainsi que la propagation de ces puces qui font l'objet de critiques. En l'état des recherches, l'utilisation de telles puces n'est néanmoins possible qu'à très faible distance : il n'est possible d'activer ces puces qu'en les approchant d'un détecteur. Par ailleurs, des puces sous-cutanées sont déjà employées pour identifier des animaux ou des personnes volontaires. On l'utilise par exemple sur certains prisonniers, à qui on propose le système en échange d'une liberté conditionnelle. En Espagne, une boîte de nuit utilise le système pour fidéliser sa clientèle, en offrant des cadeaux en contrepartie.
De telles applications ne font pas l'unanimité. Les critiques portent :
Ses application en matière de sécurité relèvent de la loi, dont certains réclament une adaptation, et des instances de régulation, telle la CNIL en France.
Des opposants aux nanotechnologies affirment que les médias semblent aujourd'hui être incapables d'esprit critique vis-à-vis des nanotechnologies. Pour eux, il semble plutôt que l'opinion est préparée pour n'en voir que le « bon côté », c’est-à-dire les simplifications de la vie quotidienne et certaines baisses de coûts.
D'un point de vue budgétaire, ces opposants dénoncent le parti pris apparent des gouvernements pour les nanotechnologies.
Cependant, une branche de ces opposants milite, non pour un simple contrôle citoyen de ces technologies, mais pour leur interdiction totale à cause selon eux du trop grand nombre de risques et des trop faibles avantages pour la population.
Parmi les applications étudiées par l'armée française dans les années 2000 : le programme FELIN d'équipement du fantassin, nano-capteurs, missiles « intelligents », micro-drones, armes chimiques nano-encapsulées, etc. Ces applications ne relèvent pas à proprement parler des nanotechnologies, mais essentiellement de macrotechnologies déjà existantes.
Selon le philosophe des sciences Jean-Pierre Dupuy, les nanotechnologies sont « un nouvel avatar de la course aux armements » : « Les nano-armes seront à la bombe atomique ce que celle-ci était à la fronde ». Pour lui, c'est la notion même d'éthique qui ne peut plus être la même après l'avènement des nanotechnologies.
Le débat s'est encore approfondi suite à l'opération militaire israélienne contre Gaza entamée en décembre 2008 suite à laquelle certaines organisations accusent Tsahal d'avoir eu recours à des armes de nouvelle génération contenant du fullerène.
Les nanotechnologies ont aussi soulevé des questions philosophiques et éthiques liées au remplacement de l'homme par les robots, à la mutation de l’homme, à son hybridation avec la technique. On parle alors de transhumanisme. Le dépassement de l'Homme par une forme de vie et d’intelligence supérieure est envisagé par certains.
Au travers de la nanotechnologie, des « engins de création », les assembleurs moléculaires, seraient capables d’assembler, atome par atome, n'importe quel objet - à commencer par des répliques d’eux-mêmes. Eric Drexler, dans son livre, Engins de création, envisage cette hypothèse aussi appelée « grey goo », c'est-à-dire « gelée grise ». En août 2004, dans un article intitulé Safe exponential manufacturing paru dans le Nanotechnology journal, Eric Drexler revient sur ses propos. Il souligne qu'un accident de type « gelée grise » ne pourrait plus se produire, car la fabrication moléculaire n'aurait plus intérêt à faire appel à des nano-robots auto-reproductibles et donc n'envisagerait pas de développer ces technologies..
Un autre danger possible mis en avant vient d'une convergence entre applications nanotechnologiques et les biotechnologies : on parle de « gelée verte » - semblable à celui de la « gelée grise », avec un aspect biologique en plus. Il serait en effet possible que certaines combinaisons entre la biologie et la nanotechnologie révèle des risques insoupçonnés, d'où un principe de précaution renforcé.
Selon certains, le danger de cette potentielle « gelée verte » pourrait être contre-carré par les lois naturelles - type équilibre de l'écosystème ou théorie de l'évolution.
Il convient donc ici de séparer deux niveaux : macro-démographique (l'ensemble de la population) et micro-démographique (effets sur une ou plusieurs parties de la population). Le risque sur l'ensemble de la population humaine est donc considéré comme négligeable, alors que les effets à court terme sur une partie peut-être importante de la population pourraient être graves (pandémies, famines, etc.).
Un nanorobot doit trouver dans son environnement immédiat une source d'énergie et de matières premières pour fonctionner et se reproduire ce qui limite de fait la propagation.
De plus, certains craignent que des droits de reproduction soient facturés par les concepteurs des nanomachines, ou qu'ils seront restreints pour des raisons de licence, de même que certaines semences OGM vendues en agriculture sont stériles.