تعد الزيادة الكبيرة في مساحة أسطح الحبيبات النانوية ووجود عدد ضخم من ذرات المادة على أوجه أسطحها الخارجية هما العامل الأهم والمؤثر في زيادة النشاط الكيميائي للمواد النانوية، مما يضعها دائما على رأس قائمة المواد المرغوب في استخدامها بالتطبيقات الكيميائية المختلفة. كما تعد المحفزات النانوية Nanocatalysts المؤلفة من حبيبات فائقة النعومة، والتي لا تتعدى مقاييس أقطار حبيباتها الداخلية 100 نانومتر، أحد أهم الأمثلة التطبيقية لهذه الفئة من المواد وأكثرها انتشارا. وتتفاعل حبيبات المحفزات النانوية بقوة مع الغازات السامة والضارة مثل أول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين المختلفة الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري سواء في المحولات الكهربية والسيارات والمعدات، مما يرشحها لأن تؤدي الدور الأهم والرئيسي في الحد من التلوث البيئي بهذه المركبات العضوية شديدة السمية.

وتعد خلايا الوقود Fuel cells أحد التطبيقات الأكثر أهمية للمحفزات النانوية المصنوعة من حبيبات الفلزات النبيلة Nobel Metals Nanoparticles، مثل فلز البلاتين Pt ومجموعته. ولعل المستقبل القريب سوف يحمل لنا اكتشافات علمية مثيرة عن إمكان استخدام حبيبات نانوية من سبائك فلزية أقل تكلفة من مجموعة فلز البلاتين وسبائكه، مما يمكننا من استخدام تكنولوجيا خلايا الوقود بطريقة اقتصادية تفتح الباب نحو انتشارها وتعميمها كأحد أهم مصادر الطاقة الجديدة.

كما تعد المحفزات النانوية المستخدمة في تكرير النفط نموذجا تطبيقيا مهما لتلك الفئة من المحفزات النانوية، على الرغم من ارتفاع تكاليف إنتاجها على المستوى الصناعي وبالكميات الضخمة التي تتطلبها عمليات تكرير زيت النفط. على أي حال، فإن وجود هذا الكم الضخم من الذرات على الأسطح الخارجية لحبيبات المحفزات النانوية يزيد من فاعليتها وتحفيزها الكيميائي، حيث إنها تشارك بأسطح حبيباتها الخارجية في تلك العمليات الكيميائية. هذا بالإضافة إلى أن تلك الحبيبات المتناهية في الصغر تتمتع بمساحة أسطح عالية جدا، وهذا يعني أنه عند استخدام كتلة وزنية معينة من المحفزات نانوية الحبيبات تكون فاعليتها أعلى بكثير من الكتلة نفسها الوزنية لنوع المحفز الكيميائي نفسه المؤلف من حبيبات كبيرة الأحجام.