نانوکامپوزیت عبارت است از کامپوزیتی که حداقل یکی از اجزای تشکیل دهنده آن در ابعادی بین 1 تا 100 نانومتر باشد. فاز اول یک ساختار بلوری است که در واقع پایه یا ماتریس نانوکامپوزیت محسوب می شود و ممکن است از جنس پلیمر، فلز و یا سرامیک باشد. فاز دوم نیز ذراتی در مقیاس نانومتر می باشند که به عنوان تقویت کننده (مواد پرکننده (Filler به منظور اهداف خاص از قبیل استحکام، مقاومت، هدایت الکتریکی، خواص مغناطیسی و … در درون فاز اول (ماده پایه) توزیع می شوند. از خصوصیات متنوع نانو کامپوزیت‌ها می توان به بالابودن نسبت سطح به حجم، انعطاف پذیری بالا بدون کاهش استحکام و مقاومت در برابر خراشیدگی و همچنین خواص نوری مطلوب مانند شفافیت که به اندازه ذرات بستگی دارد اشاره نمود. از منظر ساختاری ذرات و الیاف معمولا باعث ایجاد استحکام در بستر می شود و بستر پلیمری می تواند با چسبیدن به مواد معدنی نیرو های اعمال شده به کامپوزیت را به نحو یکنواختی به ماده تقویت کننده منتقل می کند. انواع نانو کامپوزیت‌ها شامل: نانو کامپوزیت‌های پایه پلیمری، نانو کامپوزیت‌های پایه سرامیکی و نانو کامپوزیت‌های پایه فلزی است.
نانوکامپوزیت تحول بزرگ در مقیاس کوچک
مواد و توسعه آن‌ها از پایه‌های تمدن به‌شمار می‌روند. به‌طوری‌که دوره‌های تاریخی را با مواد نام‌گذاری کرده‌اند: عصر سنگ، عصر برنز، عصر آهن، عصر فولاد، عصر سیلیکون و عصر کربن. ما اکنون در عصر کربن به سر می‌بریم. عصر جدید با شناخت یک مادة جدید به وجود نمی‌آید، بلکه با بهینه کردن و ترکیب چند ماده می‌توان پا در عصر نوین گذاشت. دنیای نانومواد، فرصتی استثنایی برای انقلاب در مواد کامپوزیتی است.
کامپوزیت‌ها به ماده‌ای اطلاق می‌شود که از دو یا چند جزء تشکیل شده‌است به‌طوری‌که این اجزا در مقیاس ماکروسکوپی با هم خصوصیتی را ایجاد کنند که به تنهایی در هیچ‌یک از ان اجزا موجود نباشد. درصورتی که حداقل ابعاد یکی اجزا تشکیل دهنه نمود ده در مقیاس نانومتری قرار گیرد به چنین ماده‌ای نانو کامپوزیت گفته می‌شود. مشابه مواد کامپوزیتی نانو کامپوزیت‌ها نیز بر حسب جنس زمینه به سه گروه نانو کامپوزیت‌های زمینه فلزی زمینه سرامیکی زمینه پلیمری دسته‌بندی می‌شوند.
از خصوصیات متنوع نانو کامپوزیت‌ها می‌توان به بالابودن نسبت سطح به حجم انعطاف‌پذیری بالا بدون کاهش استحکام و مقاومت در برابر خراشیدگی و همچنین خواص نوری مطلوب مانند شفافیت که به اندازه ذرات بستگی دارد اشاره نمود. از منظر ساختاری ذرات و الیاف معمولاً باعث ایجاد استحکام در بستر می‌شود و بستر پلیمری می‌تواند با چسبیدن به مواد معدنی نیروهای اعمال شده به کامپوزیت را به نحو یکنواختی به ماده تقویت‌کننده منتقل می‌کند. در این حالت خصوصیاتی چون سختی –شفافیت و تخلخل بستر کامپوزیت تغییر می‌کند. بستر پلیمری همچنین می‌تواند سطح تقویت‌کننده را از اسیب‌ها حفظ کند. طبیعت ودرجه این تعاملات نقشی محوری بر خصوصیات مختلف نانو کامپوزیت همچون حلالیت خواص نوری جنبه‌های الکتریکی مکانیکی و … دارد.
نانوکامپوزیت‌های نانوذره‌ای
در این کامپوزیت‌ها از نانوذراتی همچون (خاک رس، فلزات، و…) به عنوان تقویت‌کننده استفاده می‌شود. برای مثال، در نانوکامپوزیت‌های پلیمری، از مقادیر کمّیِ (کمتر از ۱۰درصدِ وزنی) ذرات نانومتری استفاده می‌شود. این ذرات علاوه بر افزایش استحکام پلیمرها، وزن آن‌ها را نیز کاهش می‌دهند. مهم‌ترین کامپوزیت‌های نانوذره‌ای، سبک‌ترین آن‌ها هستند.
نانوکامپوزیت‌های نانولوله‌ای کربنی
اتصال پلیمرها به نانولوله باعث افزایش حلالیت نانو لوله‌ها و در نتیجه گسترش کاربرد آن‌ها می‌شود علاوه بر ان خواص فیزیکی پلیمر ازقبیل استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی ان با اتصال به نانو لوله بهبود می‌یابد و در نتیجه می‌توان با این روش نانو کامپوزیت‌هایی با ویژگی‌های قابل کنترل و مناسب کاربرد خاص ان تولید نمود.
کامپوزیت‌های دارای ذرات ریز
این نوع کامپوزیت‌ها ذراتی از عنصر یا ترکیبی غیر از عنصر یا ترکیب فاز زمینه‌اند. ذرات فاز تقویت‌کننده می‌تواند به صورت نامنظم و غیر یکنواخت در مرزدانه‌ها یا تقریباً یکنواخت در تمامی زمینه یا جهت دار پراکنده و توزیع می‌شود. بدین صورت توزیع ذرات ماده تقویت‌کننده در ماده زمینه می‌تواند به گونه‌ای باشد که خواص ایجاد شده به صورت همسانگرد ویا ناهمسانگرد باشد توزیع غیر یکنواخت و جهت دار ماده تقویت‌کننده در کامپوزیت‌ها اهمیت صنعتی ویژه‌ای دارد.
کامپوزیت‌های تقویت شد با الیاف (فایبرها)
اغلب کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف استحکام مقاومت به خستگی سفتی و استحکام ویژه با درآمیختن تایتف قوی تر سفت اما ترد به زمینه نرم و انعطاف‌پذیر.
کامپوزیت‌های لایه ای
کامپوزیت‌های لایه‌ای از لایه‌های با مواد مختلف ساخته می‌شوند. کامپوزیت‌های لایه‌ای برای بهبود استحکام مقاومت سایشی مقاومت در مقابل خوردگی و کاهش وزن طراحی می‌شوند.