Nanoanálise refere-se a técnicas para determinar as estruturas atómicas dos materiais, especialmente os cristais. A tecnologia é semelhante à utilizada para a microanálise, excepto que é feita a uma escala nanométrica. (Um nanômetro é 10 -9 metros, ou um milionésimo de milímetro.)
Com qualquer instrumento usado para nanoanálise, há um limite para a resolução (o diâmetro do menor objeto que pode ser resolvido). Isto é verdade quando o instrumento trabalha diretamente com radiação eletromagnética como infravermelho (IR), ultravioleta (UV), luz visível ou raios X, e também quando o instrumento emprega partículas subatômicas de alta velocidade, como elétrons ou íons. Há um comprimento de onda mínimo associado a qualquer meio de observação. Objetos cujo diâmetro é inferior a esse comprimento de onda desafiam a observação. Em geral, à medida que o comprimento de onda se torna mais curto, a partícula ou energia de onda necessária aumenta. Isto motiva os cientistas envolvidos na nanoanálise a procurar máquinas cada vez mais poderosas para observar amostras.
O microscópio eletrônico é comumente usado para nanoanálise. Existem dois tipos básicos que se prestam a esta aplicação: o microscópio electrónico de varrimento (SEM) e o microscópio electrónico analítico de transmissão de alta tensão. Também são úteis em nanoanálise os microscópios de raios X e difração UV, microscopia IR, espectrometria de massa, máquinas de feixe de íons e microssondas ópticas de precisão.