Nanotoxicologia refere-se ao estudo da interação entre nanomateriais (nanopartículas e nanotubos de carbono) com sistemas biológicos, incluindo células, tecidos e seres vivos.
A preocupação com a nanotoxicologia surge na medida que vários nanomateriais são sintetizados, manipulados e descartados em ambientes naturais, sem controle ou regulamentação. Nesse caso, ainda não são totalmente conhecidos os potenciais riscos desses nanomateriais em contato com seres humanos e ambientes aquáticos ou terrestres, incluindo os potenciais riscos à agricultura.
É um tema bastante recente e de grande interesse mundial, devido principalmente à falta de estudos conclusivos, que forneçam os mecanismos de interação de sistemas biológicos com nanomateriais, além de dosagens críticas, tempo de exposição, etc.
Sendo um dos pioneiros na área no Brasil, o LNN atua nas seguintes linhas de pesquisa relacionadas à nanotoxicologia:

◊ Estudo dos Efeitos Tóxicos de Nanopartículas e Nanotubos em Células Saudáveis e Tumorais (in vitro).
◊ Investigação da Interação de Nanomateriais com Modelos de Membrana Celular, ou Membranas Celulares Reconstituídas.
◊ Estudos de Nanotoxicologia in vivo em modelos animais.