La nanodentisterie est confrontée à de nombreux défis importants pour concrétiser ses promesses. Les problèmes d'ingénierie de base vont du positionnement et de l'assemblage précis de pièces à l'échelle moléculaire aux techniques économiques de production de masse de nanorobots, en passant par la biocompatibilité et la coordination simultanée des activités ded'un grand nombre de robots indépendants à l'échelle du micron. Avant que les nanotechnologies moléculaires ne puissent faire partie de l'arsenal médical moderne, il faudra résoudre des problèmes sociaux plus vastes tels que l'acceptation par le public, l'éthique, la réglementation et la sécurité humaine. Mais il existe des motivations tout aussi puissantes pour surmonter ces différents défis, comme la vision selon laquelle les 80 % de la population mondiale qui ne reçoivent actuellement aucun soin dentaire important pourraient bénéficier d'un niveau de santé bucco-dentaire similaire à celui auquel les citoyens des nations industrialisées sont déjà habitués.