Los rápidos avances en nanotecnologías están impulsando la revolución en la entrega controlada de medicamentos. Sin embargo, las barreras heterogéneas, como la circulación sanguínea y las barreras celulares, impiden que el fármaco llegue al objetivo celular en entornos fisiológicos complejos. En esta revisión, discutimos el diseño preciso de nanotecnologías para mejorar la eficacia, calidad y durabilidad de la entrega de medicamentos. Para la entrega de medicamentos in vivo, los fármacos cargados en nanoplataformas apuntan a sitios particulares de manera dependiente del espacio y del tiempo. Se resumen los avances en nanopartículas sensibles a estímulos y plataformas de entrega de medicamentos a base de carbono. Para los sistemas de entrega transdérmica de medicamentos, estrategias específicas como microagujas y hidrogeles conducen a una eficacia de liberación sostenida. Además, destacamos las limitaciones actuales de la traducción clínica y un incentivo para el desarrollo futuro de la entrega de medicamentos basada en nanotecnología.