Al igual que cualquier otra sustancia química, algunos nanomateriales son peligrosos y otros no. La nanoescala de las partículas no implica peligro como tal. Los efectos potenciales se basan en las propiedades toxicológicas inherentes y la cantidad (dosis) absorbida por el organismo (seres humanos o animales).

Uno de los principales objetivos para la identificación de un peligro consiste en establecer la «relación dosis-efecto» a partir de los estudios toxicológicos. Al hacerlo, puede determinarse un umbral de dosis por debajo del cual se supone que no se producirá ningún efecto adverso y por encima del cual se debe controlar y gestionar el riesgo potencial, por ejemplo, a través de medidas de mitigación de la exposición.

Estos umbrales de dosis se expresan como una concentración de masa o una concentración de número (para fibras). La investigación científica ha revelado que en el caso de las nanopartículas pueden existir otras unidades (por ejemplo, su superficie) que describen mejor la toxicidad en las que el umbral de dosis se puede expresar  en unidades de superficie.