人体可能通过摄入、吸入、注射和皮肤接触暴露于纳米材料，具体取决于纳米材料的来源和人类的活动。在工作场所，吸入是一种公认的接触途径。纳米材料的小粒径、溶解度和较大的比表面积使其能够从沉积位点（通常在肺部）转移，并与生物系统相互作用。当纳米材料为水溶性时，循环时间急剧增加。纳米颗粒粒径越小，肺部沉积和潜在毒性的可能性越大。研究表明，纳米材料由于粒径小，有可能同时通过血脑屏障（BBB）和胎盘。

例如，近期的一项研究表明，当注射高剂量时，纳米锐钛矿TiO2可以通过小鼠的血脑屏障。一些类型的纳米材料转移到系统循环中，可能到达肝脏和脾脏这两个主要的排毒器官，并进一步循环分布，产生心血管和其他的肺部影响。在人体中，尽管大多数吸入的碳基纳米材料留在肺部，但只有不到1%的吸入剂量可以到达循环系统。使用防晒产品可能会导致皮肤暴露于纳米材料（TiO2和ZnO），取决于防晒产品的性质和皮肤状况，健康的皮肤表皮可以阻止纳米颗粒迁移进入真皮；然而，正如量子点和纳米银所显示的，受损的皮肤可能允许纳米材料穿透真皮并进入淋巴结周围区。通过饮用水或进食（例如鱼类），其中包含的纳米材料可能被摄入。