الجسم البشري يمتلك عدة وسائل دفاعية ضد الجسيمات الغريبة، لكن هذه الوسائل أو بعضها قد لا يكون فعالاً ضد الجسيمات النانوية أو بعضها عدة دراسات قد أجريت على حيوانات مختلفة بالإضافة إلى الإنسان لمعرفة حقيقة التأثيرات الصحية والسمية لمختلف أنواع الجسيمات النانوية وكيفية توزيعها وتشكيلها داخل جسم الكائن الحي. وقد وجد أن السمية الناتجة عن الجسيمات النانوية لا تعتمد على حجم تلك الجسيمات فحسب, وإنما تعتمد على عوامل عديدة أخرى، وهي: عدد الجسيمات النانوية طبيعة تركيبها ميلها إلى التجمع، طبيعة سطحها التفاعلية تركيبها الكيميائي وقابلية الجسيمات النانوية على الذوبان . وهذه العوامل تزيد من صعوبة تحديد التأثيرات السمية ودرجة الخطورة على مختلف أعضاء الجسم البشري. ومن المتوقع أن لكل نوع من أنواع الجسيمات النانوية السمية الخاصة بها بل ربما لكل طريقة من طرائق تحضير الجسيمات النانوية هناك خطورة تسمم كامنة.

عقدت وتعقد منظمة الصحة العالمية ومنظمات المجتمع المدني وكذلك الدول المهتمة بتقنية النانو مؤتمرات لبحث المخاطر الكامنة وراء تقنية النانو، فقد تكون هذه التقنية، وإنْ في بعض الجوانب، كالسم في العسل. فقد عقد في بروكسل عام 2008 م أول اجتماع عالمي بحث مخاطر وأضرار تقنية النانو وتأثيراتها الصحية المحتملة، وقد انبثق عن المؤتمر أن تقنية النانو هي سلاح ذو حدين، فرغم الايجابيات الكبيرة لهذه التقنية إلا انها تحمل وتكمن فيها مخاطر كبيرة على الإنسان وصحته، خصوصاً أن النانو علم جديد وان هذه المخاطر غير محددة أو ملاحظة واقعياً في الوقت الراهن. ومن هذه المخاطر هو أن جسيمات بقطر 300 نانومتر أو اصغر يمكن أن تخترق جسم الإنسان بسهولة والتوغل إلى داخل الخلايا، وان جسيمات بقطر 70 نانومتر أو اصغر تستطيع الدخول إلى نواة الخلية بسهولة، من هنا يمكن تصور الخطر الكامن على الجسم فقد يحدث تفاعل بين الجسيمات النانوية وخلايا جسم الإنسان مما قد يغير من خواصها أو تسميمها. وبسبب صغر الجسيمات النانوية فان الكمامات وحتى الأقنعة الواقية على اختلاف أنواعها غير مفيدة للحماية منها، حيث تستطيع هذه الجسيمات اختراقها.

أظهرت البحوث التي أجريت على الفئران والحيوانات المختبرية أن جسيمات النانو بعد دخولها أجسامهم تميل إلى الهجرة والتمركز في الرئتين وان هذه الجسيمات تستطيع اختراق غشاء الدماغ الواقي، وتتجمع كذلك في خلايا الدم والأعصاب، وتستطيع الجسيمات النانوية كذلك التمركز في أعضاء أخرى .

بالنسبة للإنسان، يمكن للجسيمات النانوية النفاذ إلى داخل جسمه خلال الاستنشاق أو من خلال اختراقها لمسامات الجلد بكل سهولة ويسر، والجروح والندبات الجلدية تعد من أكثر الأماكن خطورة لنفاذ الجسيمات النانوية. وهذه الجسيمات النانوية لها القدرة على النفاذ إلى مجرى الدم مخترقة عدة حواجز رئوية بسبب صغر حجمها، وحالما تصل الجسيمات النانوية إلى الأوردة والشرايين فإنها سوف تجري مع الدم وتتوزع في مختلف أنحاء الجسم، حيث لها قابلية على الانتشار في أعضاء مختلفة من الجسم من دون أن يشعر الانسان بها.

تناولت اعداد كبير من البحوث الحديثة التأثيرات الصحية لجسيمات النانو على صحة الإنسان، وقد بينت إمكانية تجمع هذه الجسيمات في الرئتين، الدماغ، الكلى، القلب، خلايا الدم، الجهاز العصبي المركزي، الكبد، الطحال، العظام وأعضاء أخرى، مما يشير بوضوح إلى السمية الكامنة التي تحملها هذه الجسيمات. كما وجد أن بعض أنواع الجسيمات النانوية لها تأثير محفز مما يعني أن لها القابلية على توليد الجذور الحرة والتي عادةً ما تولد الأورام السرطانية في كما قد تؤدي الجسيمات النانوية إلى حدوث الالتهابات مما يسبب ضعف مناعة الجسم ضد الجراثيم، وبسبب مساحتها السطحية الكبيرة بالنسبة إلى حجمها، فان التفاعل أنسجة الجسم يكون شديداً وبعض الأنسجة والسوائل قد تتكاثف على سطح المركبات والجسيمات النانوية مما قد يؤثر على آلية عمل بعض الأنزيمات والبروتينات.

فعلى سبيل المثال، يُعتقد أن الأنابيب الكربون النانوية تأثير مشابه لتأثير الاسبستوس يتألف من ألياف يتم استخراجها من مناجم خاصة، وهي مواد غير عضوية تحتوي على العديد من المعادن الطبيعية) لما بينهما من شبه في الشكل والذي يؤدي بدوره إلى داء الاسبستوس (تليف الرئة) وجاء ذلك بسبب طول أنابيب الكربون النانوية وقلة سمكها فتتشابك بصورة يصعب التخلص منها وقد تؤدي إلى سرطان الرئة كما يفعله  ، حيث أُنتج حوالي 700 طن من ألياف الكربون

الاسبستوس النانوية في عام 2012 م مما يعني تعرض عدد كبير من العمال لهذه التراكيب النانوية. وقد لوحظ فعلياً حالات وفاة غامضة وتأثيرات صحية بالرئة خصوصاً لدى الاشخاص العاملين مع التراكيب النانوية ومن ضمنها أنابيب الكربون النانوية

إن علم التسمم النانوي الذي انبثق حديثاً قد تناول السمية التي يمكن أن تنجم من تفاعل الجسيمات النانوية مع الجسم البشري، فالعنصر بالحجم الكبير قد لا يكون ساماً، لكن نفس ذلك العنصر عندما يُصغر إلى الحجم النانوي المتعارف عليه فان خواصه الفيزيائية والكيميائية تتغير وبذلك يمكن أن يصبح ساماً، واهم تلك الخواص التي لها علاقة وثيقة بالتسمم هي صغر الحجم وكبر المساحة السطحية للجسيمات النانوية. والتسمم بالجسيمات النانوية قد يحدث في الرئتين والقلب والكلى والجلد وأنواع مختلفة من الخلايا وأعضاء أخرى.

إن استخدام الجسيمات النانوية في الطب جذاب جداً وخصوصاً لعلاج الأمراض العضالة كالسرطان، لكن الجانب الصحي والتأثيرات السلبية وخطر التسمم الذي يمكن أن ينجم عن الجسيمات النانوية على العضو الذي يتم علاجه أو غيره من جسم المريض وعلى المتعاملين مع التقنية (الأطباء، الممرضين والفنيين) يجب أن يؤخذ بنظر الاعتبار. فمثلاً قد بينت عدة مجاميع بحثية مستقلة أن هناك صنفاً من المواد النانوية قد طورت لغرض استخدامها في الطب والتي تُدعى مادة بامامس (PAMAMS) لها القابلية على قتل خلايا رئة الإنسان بالمختبر . كما وجد أن هذه المادة ذات سمية عالية على رئة الفئران ايضاً.

إن علماء النانو الآن يؤكدون على ضرورة تنظيم التعامل مع الجسيمات النانوية واستخداماتها في إنتاج البضائع إلى حين فهم أفضل لتأثيراتها على الإنسان والبيئة. ومع ذلك فان المواد المصنعة بتقنية النانو أو المنتجات التي تتضمن مواداً نانوية قد غمرت الأسواق من كريمات جلدية ومعاجين تنظيف الأسنان ومساحيق التجميل والكريمات الخاصة للوقاية من الأشعة فوق البنفسجية والتجاعيد إلى المنتجات الغذائية، وكل ذلك يمكن أن يؤدي إلى نفاذ هذه الجسيمات النانوية المتضمنة في هذه المنتجات إلى داخل جسم الإنسان وتمركزها في أعضاء مختلفةمن الجسم، مما قد يؤدي إلى حدوث خلل وظيفي أو تسمم مع مرور الزمن.

ومن مخاطر تكنولوجيا النانو الصحية ايضاً هو تسربها إلى الصناعات الغذائية والإنتاج الزراعي، وعدم معرفة المستهلكين بذلك، وهنالك من العلماء من دعا إلى استبعاد المنتجات الغذائية والزراعية عن هذا التطور التكنولوجي. وقد اشارت منظمة الصحة العالمية الى ان تقنية النانو قد دخلت فعلاً في الصناعات الغذائية، وتؤكد على ضرورة تقدير الآثار الصحية والبيئية الناجمة عن استخدام المواد والجسيمات النانوية في الصناعات الغذائية وتقنية تغليفها قبل الموافقة على اعتمادها كما تؤكد المنظمة كذلك على "ضرورة فهم فوائد ومخاطر تكنولوجيا النانو فهماً جيد أو مناقشتها بصراحة ووضوح بين كل اصحاب المصلحة، بمن فيهم دوائر الصناعة ومسؤولو التنظيم والمستهلكون كانت غالبية نظم اصدارات الموافقات على المضافات الغذائية في الماضي لاتأخذ في الحسبان على العموم الحجم الجسيمي للمادة المضافة، وبسبب نشاط الجسيمات النانوية الكيميائي المفرط، فان الوضع معها يجب ان يتغير، حيث أن هذه الجسيمات النانوية تتم معالجتها داخل الجسم بطرق غير الطرق التي يتم بها معالجة نظائرها ذوات الاحجام الأكبر والتي سبق الموافقة عليهم .