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根据材料的组成可将纳米材料分为金属、金属合金以及金属氧化物纳米材料、无机纳米材料、有机纳米材料、杂化纳米材料等。
最后，按照组成相的数目，纳米结构材料可以分为纳米相材料和纳米复合材料。纳米复合材料一般是指在陶瓷或金属基体中含有纳米粒子第二相的复合材料，一般分为颗粒增强纳米复合材料和功能纳米复合材料。颗粒增强纳米复合材料一般分为三类：（1）晶粒内弥散纳米粒子第二相；（2）晶粒间弥散纳米粒子第二相；（3）纳米晶基体和纳米粒子第二相复合而成。另外，按材料物性可分为纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。按应用可分为纳米电子材料、纳米光电子材料、纳米生物医用材料、纳米敏感材料、纳米储能材料等。
1.1.4 纳米材料的性能
在纳米材料中，纳米晶粒和由此产生的高浓度晶界是它的两个重要特征。高浓度晶界及晶界原子的特殊结构将导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的显著改变。
表面效应 表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随原子粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化[4]。众所周知，固体材料的表面原子与内部原子所处的环境是不同的。当材料粒径远大于原子直径时，表面原子可以忽略；但当粒径逐渐接近原子直径时，表面原子的数目及其作用就不能忽略，这时晶粒的表面积、表面能和表面结合能等急剧增加引起的种种特异效应统称为表面效应。由于纳米粒子表面原子数增多，其配位数不足和高的表面能，这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很高的化学活性。例如，金属纳米粒子在空气中会燃烧，非金属纳米粒子在大气中会吸附气体并与气体进行反应。
小尺寸效应（或体积效应）[5] 颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。这是由于决定物质性质的是纳米层次（介于物质宏观结构与微观原子、分子结构之间的层次）的有限分子组装起来的集合体[6]。由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，相应的质量极小，因此，许多现象就不能用通常有无限个原子的块状物质的性质加以说明，这种特殊的现象通常称之为体积效应。解释了银的常规熔点为670 ℃，而超微银颗粒的熔点可低于100 ℃，这将有利于粉末冶金工业；鸽子、海豚等以及生活在水中的趋磁细菌等生物体在磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领；纳米陶瓷材料较普通陶瓷材料具有良好的韧性。
量子尺寸效应[7] 量子尺寸效应是指对于超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能级，能级间的间距随颗粒的减小而增大，其热能、电场能或磁场能就会呈现出反常特性，如高度光学非线性、特异性催化和光催化性质、强氧化性和还原性[8]。
力学性能效应 由于纳米粒子细化，晶界或相界数量大幅度地增加，可使材料的强度、韧性和超塑性大为提高。其结构颗粒对光、机械应力和电的反应完全不同于微米或毫米级的结构颗粒，使得纳米材料在宏观上显示出许多奇妙的特性。例如，纳米相铜强度比普通铜高5倍；纳米陶瓷、纳米金属间化合物的韧性极高，甚至已达到常规金属材料的水平，这与大颗粒组成的普通陶瓷完全不一样。此外，纳米材料还具有特殊的光学性质、电磁性质、化学和催化性能、热性质等效应。