ใช้ในงานทางการแพทย์ เช่น การถ่ายภาพด้วยสนามแม่เหล็ก (MRI) เพื่อเพิ่มความคมชัดของภาพ โดยอนุภาคนาโนจะทำหน้าที่เป็นสารตัวช่วยให้เห็นภาพชัดขึ้น ช่วยในการตรวจวินิจฉัยโรคทางระบบประสาทและโรคมะเร็ง

นิยมใช้ในระบบส่งยาเฉพาะจุด โดยเฉพาะการรักษามะเร็ง อนุภาคนาโนสามารถถูกนำทางด้วยสนามแม่เหล็กไปยังตำแหน่งเป้าหมาย แล้วปลดปล่อยยาออกมาอย่างแม่นยำ ช่วยลดผลข้างเคียงต่อเซลล์ปกติ

ใช้ในการรักษาด้วยความร้อน (hyperthermia) สำหรับมะเร็ง โดยสนามแม่เหล็กสลับจะทำให้อนุภาคนาโนร้อนขึ้นเพื่อทำลายเซลล์มะเร็ง

นอกจากนี้ยังใช้ในการแยกสารชีวโมเลกุล เช่น การแยกดีเอ็นเอ โปรตีน หรือการคัดแยกเซลล์ด้วยแม่เหล็ก (magnetic cell sorting) และการตรวจจับโมเลกุลชีวภาพ (biosensing) โดยใช้คุณสมบัติแม่เหล็กในการดึงดูดและแยกสารออกจากสารละลาย

ยังนำไปใช้ในงานบำบัดน้ำเสีย เช่น การกำจัดโลหะหนักหรือสารอินทรีย์พิษ โดยอนุภาคนาโนจะดูดซับสารพิษแล้วแยกออกด้วยแม่เหล็ก ทำให้กระบวนการบำบัดมีประสิทธิภาพและง่ายต่อการจัดการ