La demanda global de alimentos ha aumentado al mismo tiempo que la creciente población mundial, lo que ha llevado a llamados para un nuevo método agrícola sostenible. La escasez de suelo fértil y de tierras agrícolas en el mundo también se han convertido en importantes preocupaciones. El cultivo sin suelo y de microvegetales combinado con la nanotecnología puede ofrecer una solución revolucionaria, así como una alternativa más sostenible y productiva a la agricultura convencional. En esta revisión, analizamos el potencial de la nanotecnología en el cultivo sin suelo y de microvegetales. Los enfoques de nanotecnología disponibles pero limitados en el cultivo sin suelo incluyen: (1) nanopartículas de nutrientes para minimizar las pérdidas de nutrientes y mejorar la absorción y biodisponibilidad de nutrientes en los cultivos; (2) nano-sensores para proporcionar detección en tiempo real del pH, temperatura, así como cuantificar la cantidad del nutriente, permitiendo el control de las condiciones deseadas; y (3) la incorporación de nanopartículas para mejorar la calidad del sustrato de cultivo como medio de crecimiento de los cultivos. Mientras tanto, las posibles aplicaciones de la nanotecnología en el cultivo sin suelo y de microvegetales incluyen: (1) Mejora de rasgos de las plantas contra enfermedades ambientales y estrés a través de la aplicación de nanomateriales; (2) nanobiónica vegetal para alterar o mejorar la función del tejido vegetal u organelo; y (3) extender la vida útil de los microvegetales impregnando nanopartículas en el empaque u otro método de conservación.