Излагаются основные сведения по применению нанотехнологий и наноматериалов при исследованиях свойств и направленной модификации биосистем, медицинской диагностике и лечении различных заболеваний. Приводится хронология развития нанотехнологий и вводятся основные определения, связанные с наноматериалами, нанотехнологиями, наносистемами. Излагаются основные подходы по физико-химическим методам формирования наноматериалов для биомедицинских применений, включая лазерные методы получения наночастиц. Обсуждается использование наночастиц в качестве люминесцентных меток при биовизуализации, а также как фотосенсибилизаторов, соносенсибилизаторов и активаторов гипертермии в терапии. Вводятся понятия «тераностика» и «нанотераностика» и обсуждается принципы их реализации для некоторых видов наночастиц. Приводятся основные сведения о плазмонах и использовании плазмонных эффектов в биомедицине. Обсуждается использование нелинейно-оптических эффектов и наноматериалов в биомедицине. Анализируются возможности применения наночастиц в рамановской биовизуализации. Излагаются базовые сведения об использовании наночастиц и наноматериалов как контрастных агентов в магниторезонансной томографии и носителей медицинских изотопов в ядерной медицине. Обсуждаются основные принципы биомедицинской наносенсорики, таргетной терапии, техники микрочипов и микрофлюидики.