Υπάρχουν τέσσερις τρόποι για τα νανοσωματίδια να εισέλθουν στο ανθρώπινο σώμα: εισπνοή, κατάποση, απορρόφηση από το δέρμα ή σκόπιμη ένεση (ή απελευθέρωση από εμφυτεύματα) κατά τη διάρκεια ιατρικών διαδικασιών. Μόλις στο ανθρώπινο σώμα, έχουν υψηλό βαθμό κινητικότητας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορούν ακόμη και να διασχίσουν το φράγμα αίματος - εγκεφάλου.
Η συμπεριφορά των νανοσωματιδίων στα όργανα εξακολουθεί να είναι ένα μεγάλο θέμα που πρέπει να μελετηθεί. Βασικά, η συμπεριφορά των νανοσωματιδίων εξαρτάται από το μέγεθος, το σχήμα και τη δραστηριότητα αλληλεπίδρασης με τους περιβάλλοντες ιστούς. Μπορεί να προκαλέσουν "υπερφόρτωση" των φάγων (κύτταρα που καταπίνουν και καταστρέφουν ξένες ουσίες), γεγονός που μπορεί να προκαλέσει αμυντικό πυρετό και να μειώσει την ανοσία του σώματος. Μπορεί να συσσωρευτούν σε όργανα επειδή δεν μπορούν να υποβαθμιστούν ή να αποικοδομήσουν αργά. Μια άλλη ανησυχία είναι ο πιθανός κίνδυνος της αντίδρασής τους με ορισμένες βιολογικές διεργασίες στο ανθρώπινο σώμα. Λόγω της μεγάλης επιφάνειας, τα νανοσωματίδια που εκτίθενται σε ιστούς και υγρά θα προσροφήσουν αμέσως τα μακρομόρια που συναντούν. Αυτό θα επηρεάσει, για παράδειγμα, τον μηχανισμό προσαρμογής των ενζύμων και άλλων πρωτεϊνών.