Các phương pháp được sử dụng phổ biến để phân tích vật liệu nano hiện nay như:
- Phương pháp xác định giản đồ nhiễu xạ X-ray là một phương pháp không thể thiếu khi xác định các pha tinh thể nano. Phương pháp nhiễu xạ tia X được sử dụng để phân tích các vật liệu có cấu trúc, nó cho phép xác định hằng số mạng và các peak đặc trưng cho các cấu trúc đó. Đối với kim loại, phương pháp XRD cho phép xác định chính xác sự tồn tại của kim loại trong mẫu dựa trên các peak thu được so sánh với các peak chuẩn của nguyên tố đó [22].
- Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân: NMR (nuclear magnetic resonance) sử dụng hữu hiệu trong các phương pháp chế tạo tự sắp xếp (self-assembly molecular) [22].
- Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi nguyên tử lực: AFM (Atomic Force Microscopy) có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như công nghệ nano, công nghệ bán dẫn, dược phẩm, sinh học, công nghệ vật liệu… AFM dùng để chụp ảnh cắt lớp nhanh, đo cơ học đơn phân tử, kiểm soát chất lượng, kiểm tra khuyết tật vật liệu, mô tả, phân tích, xác định đặc điểm bề mặt…[22].
- Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét: SEM (Scanning Electron Microscopy) là một loại kính hiển vi điện tử cho phép chụp hình của bề mặt mẫu bằng cách quét qua mẫu với chùm tia điện tử năng lượng cao theo mô hình từng đường quét. Các điện tử tương tác với các nguyên tử cấu thành mẫu làm phát sinh ra những tín hiệu chứa đựng thông tin về cấu trúc bề mặt mẫu, thành phần cấu tạo của mẫu, cấu trúc tinh thể và những đặc tính khác như tính dẫn điện, mật độ,…[22].
- Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua: TEM (Transmission Electron Microscopy). Kính hiển vi điện tử truyền qua là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm tia điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn (có thể tới hàng triệu lần), ảnh có thể tạo ra trên màng hình quang, hay trên film quang học, hay ghi nhận bằng các máy chụp kỹ thuật số [22].