Les nanotechnologies requièrent de réaliser des édifices complexes à l'échelle atomique. Ceux-ci sont généralement réalisées par dépôts sur un substrat (métal ou oxyde).

Les techniques de diffraction permettent de sonder l'ordre dans la matière. Pour ceci, on fait interagir une onde dont la longueur d'onde λ est comparable à la taille du motif cristallin élémentaire de l'échantillon. Ce peut être une onde électromagnétique (rayons X, lumière Laser) ou des particules (électrons, neutrons ou des atomes d'hélium).

Les propriétés magnétiques des monocristaux ou films minces peuvent être étudiées par magnétométrie à échantillon vibrant (VSM ou "Vibrating Sample Magnemotry") ou effet Kerr (MOKE).

Les microscopies en champ proche couvrent un ensemble de techniques permettant de visualiser la surface des matériaux à l'échelle nanométrique.

L'origine d'un phénomène de transport est l'application d'une force dont l'origine peut être variée (champ électrique ou magnétique, gradient de concentration, de pression etc ...) Sous la rubrique "mesures de transport" sont rassemblées différentes techniques de mesures associées qui peuvent être des mesures de flux (chaleur, particules, charges : courant électrique, etc ...