Zudem können Nanoteilchen leichter als größere Partikel in den menschlichen Körper gelangen – über Lunge, Magen-Darm-Trakt, Haut und sogar über den Riechnerv. Einmal im Körper angelangt, können sie aufgrund ihrer geringen Größe in Zellen und Organe eindringen und sogar körpereigene Schutzbarrieren wie die Blut-Hirn-Schranke überwinden.
Bisher liegen noch zu wenige Daten über die Belastung von Mensch und Umwelt durch Nanoteilchen vor. Es gibt aber einige Ergebnisse aus Tierversuchen, die zeigen, dass bestimmte Nanomaterialien giftig wirken können: in Laborversuchen verursachten diese Schädigungen am Erbgut, Organschäden und Entzündungen, die möglicherweise zu Tumoren führen. Freie – also nicht in der Matrix eines Produkts fest gebundene – Nanopartikel, Fullerene und Kohlenstoff-Nanoröhrchen gelten als besonders bedenklich.
Es bleiben aber noch viele Fragen offen: Beispielsweise ist nicht bekannt, ob sich Nanoteilchen im Körper anreichern und inwieweit Langzeitschäden zu erwarten sind. Zudem ist eine für alle Nanoteilchen gültige Bewertung des Risikos nicht möglich. Jeder Stoff muss im Einzelfall bewertet werden. Sogar verschiedene geometrische Formen desselben Nanostoffes können unterschiedliche Wirkungen entfalten, wie es bei den Kohlenstoff-Nanoröhrchen der Fall ist.
Neben Verbrauchern sind vor allem Arbeiter bei der Herstellung und Entsorgung von Produkten mit Nanomaterialien einer Belastung durch diese Stoffe ausgesetzt.