Có bốn cách để các hạt nano xâm nhập vào cơ thể con người: hít phải, nuốt, hấp thụ từ da hoặc cố ý tiêm (hoặc giải phóng khỏi cấy ghép) trong các thủ tục y tế. Khi ở trong cơ thể con người, chúng có mức độ di chuyển cao. Trong một số trường hợp, họ thậm chí có thể vượt qua hàng rào máu - não.
Hành vi của các hạt nano trong các cơ quan vẫn là một chủ đề lớn cần được nghiên cứu. Về cơ bản, hành vi của các hạt nano phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và hoạt động tương tác của chúng với các mô xung quanh. Chúng có thể gây ra "quá tải" các phages (các tế bào nuốt và tiêu diệt các chất lạ), có thể kích hoạt sốt phòng thủ và giảm khả năng miễn dịch của cơ thể. Chúng có thể tích tụ trong các cơ quan vì chúng không thể xuống cấp hoặc thoái hóa chậm. Một mối quan tâm khác là mối nguy hiểm tiềm tàng của phản ứng của họ với một số quá trình sinh học trong cơ thể con người. Do diện tích bề mặt lớn, các hạt nano tiếp xúc với các mô và chất lỏng sẽ ngay lập tức hấp phụ các đại phân tử mà chúng gặp phải. Điều này sẽ ảnh hưởng, ví dụ, cơ chế điều chỉnh của enzyme và các protein khác.