Der er fire måder for nanopartikler at komme ind i menneskekroppen: indånding, synke, absorption fra huden, eller forsætlig injektion (eller frigivelse fra implantater) under medicinske procedurer. En gang i menneskekroppen har de en høj grad af mobilitet. I nogle tilfælde kan de endda krydse blod-hjerne barrieren.
Nanopartiklernes adfærd i organer er stadig et stort emne, der skal undersøges. Grundlæggende afhænger nanopartiklernes adfærd af deres størrelse, form og interaktionsaktivitet med omgivende væv. De kan forårsage en "overbelastning" af phages (celler, der sluger og ødelægger fremmede stoffer), som kan udløse defensiv feber og reducere kroppens immunitet. De kan ophobes i organer, fordi de ikke kan nedbrydes eller nedbrydes langsomt. En anden bekymring er den potentielle fare for deres reaktion med nogle biologiske processer i menneskekroppen. På grund af det store overfladeareal vil nanopartikler, der udsættes for væv og væsker, straks adsorbere de makromolekyler, de støder på. Dette vil for eksempel påvirke justeringsmekanismen for enzymer og andre proteiner.