PPNN memiliki visi untuk menjadi sebuah pusat penelitian nasional yang unggul dalam bidang nanosains dan nanoteknologi. Kegiatan PPNN diarahkan menuju kemajuan nasional dalam bidang nanosains dan nanoteknologi, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Menjalankan aktivitas sebagai pusat untuk penelitian dan pengembangan dalam nanoteknologi dengan fasilitas infrastruktur dan sumber daya manusia mumpuni yang mampu menghasilkan karya penelitian baik di wilayah hulu maupun hilir.

2. Sebagai pusat pengembangan dan pelatihan untuk menyiapkan sumberdaya manusia dengan pengetahuan dalam bidang nanoteknologi dalam rangka meningkatkan daya saing nasional dikancah global.

3. Sebagai pusat layanan dan konsultasi pada aplikasi nanoteknologi untuk material fungsional maju dalam rangka mempercepat pembangunan industri dengan penekanan pada pemanfaatan sumber daya alam lokal.

4. Sebagai jendela nasional dalam membina kerjasama secara internasional dalam penelitian dan pengembangan nanosains dan nanoteknologi.

5. Memperkenalkan nanosains dan nanoteknologi kepada masyarakat melalui sejumlah kegiatan magang, workshop, dan pelatihan.

6. Memfasilitasi pengembangan keilmuan dan aplikasi dari nanosains dan nanoteknologi untuk mampu membuat produk baru atau memperbaiki kualitas produk yang sudah ada dengan sentuhan teknologi maju berbasis nanosains dan nanoteknologi. 

7. Menyediakan peralatan sintesis dan karakterisasi material yang maju untuk mendukung perkembangan nanosains dan nanoteknologi di Indonesia.