اهتمت المدينة بإجراء البحوث الوطنية والتطبيقية في المجالات التي يمكن فيها توظيف التقنيات متناهية الصغر لتطوير القطاعات المختلفة، ولذلك عقدت المدينة شراكات متعددة في هذا المجال، فعلى سبيل المثال لا الحصر أنشئ مركز تميّز مشترك مع شركة آي بي إم العالمية للتركيز على دراسة تقنيات النانو في مجالات الطاقة والمياه، ونتج عن هذا التعاون العديد من براءات الاختراع، وهناك تعاون مع جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا، وجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية، لدراسة تقنيات النانو في الإضاءة المرشدة للطاقة، كما سيُنشئ قريباً مركز تميّز مشترك مع جامعة كاليفورنيا بيركلي لأبحاث المواد النانوية للطاقة النظيفة باستخدام الشبكات المعدنية العضوية ويجري تعاون آخر مع جامعة أكسفورد لأبحاث البتروكيماويات الذي يركّز على تحويل الغازات الضارة إلى مواد نظيفة، وكذلك أنشئ مركز تميّز مشترك مع جامعة كاليفورنيا سان دييغو لأبحاث النانو الطبية بالإضافة إلى مركز تميّز مشترك مع جامعة نورثوسترن في تطبيقات النانو الحيوية، كما أن هناك مركز تميّز مشترك مع شركة إنتل في مجال تقنيات النانو وبالتعاون مع عدة جامعات، وأنشئ مركز تميّز مشترك مع جامعة كاليفورنيا لوس أنجلوس لتقنية النانو الخضراء، لاستخدام تقنيات نانوية متقدمة في تطبيقات الاتصالات. بالرغم من أن دخول المملكة في هذا المجال يُعد حديثًا، إِلَّا أَنَّه منذ بداية الأعمال البحثية في تقنية النانو حقق باحثو المملكة نموا كبيرًا في عدد الأبحاث وبراءات الاختراع، إذ تُعد المملكة من أكثر الدول في العالم نموا في معدل أبحاث النانو. من الجدير بالذكر أنّ المدينة حصلت على 11 براءة اختراع، إضافة إلى أن هناك أكثر من 80 طلبا ما زالت قيد الدراسة أو في طور التقديم.