نانوتکنولوژی به عنوان یک فناوری نوین دارای پتانسیل بالقوه برای ایجاد تحولاتی عظیم در کشاورزی و تأمین مواد غذایی در گستره جهانی می­باشد. نانوتکنولوژی قادر است که ابزارهای جدیدی را برای استفاده در بیولوژی مولکولی و سلولی و همچنین تولید مواد جدیدی، برای شناسایی عوامل بیماری زا معرفی نماید. نانوتکنولوژی می تواند در علوم مختلف کشاورزی و صنایع غذایی کاربرد داشته باشد به عنوان مثال امنیت زیستی تولیدات کشاورزی و مواد غذایی، سیستمهای رسانش دارو بر علیه بیماریهای شایع، حفظ سلامتی و حمایت از محیط زیست از جمله کاربردهای این علم می باشد. فناوری نانو، در زمینه های مختلفی مانند تشخیص سریع بیماری های گیاهی، شناسایی بقایای سموم در محصولات کشاورزی و حذف آنها، انتقال هوشمند دارو، سموم و عناصر غذایی در تغذیه دام و طیور، شیلات و گیاهان، تصفیه آب های روان، افزایش کیفیت فراورده های کشاورزی مرتبط با صنایع نساجی، مهندسی ژنتیک گیاهان و دام و افزایش میزان تولید محصول از طریق تولید حیوانات و گیاهان، افزایش مدت زمان انبارداری محصولات کشاورزی و موارد بسیاری نظیر آن، می تواند نقش بسیار موثری را در بخش کشاورزی و منابع طبیعی ایفا کند.

 با این تفاسیر خلاصه ای از اهداف تحقیقاتی بخش نانوتکنولوژی در این پژوهشکده عبارتست از:

1. افزایش ماندگاری، بهره وری و کاهش مصرف سموم و کود (شیمیایی، ارگانیک و بیولوژیکی) کشاورزی
2. بهره گیری از نانوفناوری برای بهبود بهداشت، تشخیص، پیشگیری و درمان بیماری های دام و طیور، رهاسازی کنترل شده و هدفمند داروها، آنزیم ها و ریزمغذی ها در خوراک دام و طیورو آبزیان
3.  نانو حسگرهای زیستی با رویکرد تشخیصی بیماریها و آفات
4. کاهش ضایعات محصول در بخش کشاورزی و افزایش ماندگاری محصول  
5. تشخیص و حذف مقادیر مازاد آفت کش‌ها و کودهای شیمیایی در محیط زیست و منابع خاک و آب
6. کاهش مصرف و آلودگی آب کشاورزی
7. نانو(فتو)کاتالیزورهای قابل بازیافت و موثر برای تولید سوخت زیستی
8. استفاده از نانوسامانه های زیست تخریب پذیر در انتقال هوشمند عوامل بیولوژیکی مانند ژن، اسید نوکلییک،  DNA، RNA، پروتیین برای پیشرفت در تحقیقات و فناوری های زیستی و سلولی استفاده از نانوفناوری