Kemikaalin eri nanomuodot saattavat käyttäytyä ympäristössä eri tavoin materiaaliin kehitettyjen nanomuotoon liittyvien ominaisuuksien vuoksi. Nanomateriaalien käyttäytymistä ympäristössä koskeva tieteellinen tutkimus edistyy nopeasti.

Eräs tapa edetä on käyttää lähtökohtana nanomateriaalin fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia, kuten vesiliukoisuutta. Tällaisten keskeisten ominaisuuksien perusteella voidaan päättää lisämittauksista tai siitä, onko nanomuodon käyttäytyminen ympäristössä suurin piirtein sama kuin saman kemikaalin muun muodon kuin nanomuodon jo todettu käyttäytyminen.

Jos esimerkiksi helposti liukenevaa ainetta vapautuu ympäristöön, olisi arvioitava liuoksen ympäristöön vaikuttavia ominaisuuksia riippumatta siitä, onko aine nanomuodossa vai ei. Jos nanomateriaali osoittautuu helposti liukenevaksi, epäorgaanisten aineiden osalta sen massaa koskevia tietoja voidaan käyttää myös nanomuodon arviointiin.

Kemikaalien käyttäytyminen ympäristössä käsittää erilaisia prosesseja, joista tärkeimpiä ovat hajoaminen (kemiallinen, fysikaalinen tai biologinen) ja/tai muuntuminen ympäristössä. Kemikaalien hajoamisen arviointiin käytettävät vakiomenetelmät eivät kuitenkaan yleensä sovellu nanomateriaaleihin. Toinen nanomateriaalien tutkimista monimutkaistava seikka on pintakäsittelyn tai pinnoitteen mahdollinen vaikutus nanomateriaaliin ja sen käyttäytymiseen ympäristössä.

Muuntumis- ja hajoamisprosessien lisäksi on arvioitava nanohiukkasten mahdollinen biokertyvyys eliöihin. Hiljattain tehdyssä OECD:n tutkimuksessa on tuotu esiin nykyisten testausmallien rajoitukset.

Nanohiukkasten käyttäytymistä ympäristössä mittaavia ja arvioivia menetelmiä kehitetään edelleen. Lähivuosina odotetaan saatavan käyttöön nykyistä parempia tekniikoita.