Нанодиагностика преследует цель возможно более раннего выявления заболевания, в идеале, на молекулярном уровне. В связи с этим в наномедицине появился термин «молекулярная визуализация», которая возможна при использовании следующих видов диагностических исследований: оптическая биолюминесценция и флуоресценция, компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, однофотонная эмиссионная компьютерная томография, позитронно-эмиссионная томография.