Die Fortbewegungsmöglichkeiten eines Nanoroboters machen den größten Anteil seiner Konstruktion aus. Aus diesem Grund sind die meisten Nanoroboter auf ein einzelnes Medium wie Vakuum, Gase oder Flüssigkeiten sowie die Fortbewegung auf der Oberfläche von Festkörpern spezialisiert. Als Ausnahme besitzen größere Modelle manchmal Hybridsysteme, mit denen sie sich dann beispielsweise durch Luft und Wasser oder durch Luft und an Festkörpern entlang fortbewegen können.

Für das Vakuum sind Naniten prinzipiell am schlechtesten geeignet. Um einem Nanoroboter innerhalb eines Vakuums Bewegungsfreiheit zu ermöglichen, verwendet man in der Regel Miniaturausgaben von einfachen Ionentriebwerken. Hierbei erweist es sich als ernsthaftes Problem, dass der notwendige Treibstoffvorrat eines Nanoroboters die Möglichkeiten der Miniaturisierung sehr erschwert. Aus diesem Grund zählen Vakuumnaniten zu den größten Nanorobotern überhaupt; sie erreichen selten Größen unter 100 Mikrometern, wobei der größte Teil des Roboters von seinem Antriebssystem in Anspruch genommen wird. Diese Größe entspricht etwa der Breite einer Haarspitze.

In gasförmigen Trägermedien wie einer Atmosphäre kommen in der Regel Strahltriebwerke zum Einsatz, wo die Luft aufgeheizt und für einen Rückstoß genutzt wird. Um den Einfluss der Schwerkraft auszugleichen, unter dem sich Naniten dieses Typs zusätzlich häufig zeitgleich befinden, wird dieser Typ meistens mit Tragflächen ausgestattet. Auch dies wirkt sich natürlich auf die minimal mögliche Größe dieser Naniten aus: Naniten dieses Typs sind in der Regel mindestens 20 Mikrometer groß. Es gibt auch Nanoroboter mit insektenartigen Flügeln, die dann allerdings mindestens 150 Mikrometer groß sind.

Bei medizinischen Anwendungen bewegt sich der Roboter meistens innerhalb des Blutkreislaufs oder anderer Gewebeflüssigkeiten. Daher kommen hier, wie auch bei allen anderen Nanitentypen, die für den Einsatz in Flüssigkeiten ausgerüstet sind, vor allem miniaturisierte Schrauben- und Strahltriebwerke zum Einsatz. Naniten mit dieser Antriebsart zählen zu den kleinsten möglichen Naniten und können bis auf eine Größe von 5 Mikrometern verkleinert werden, wodurch sie von ihrer Größe her in etwa mit roten Blutkörperchen vergleichbar sind. Noch kleinere Nanoroboter können nur dadurch konstruiert werden, indem man auf einen Eigenantrieb verzichtet.

Gerade beim Einsatz in einem Organismus besitzen Nanoroboter zusätzlich noch eine Art Stachelwalze, mit der sie sich an Zellwänden entlangbewegen können. Dieses Verfahren kommt auch häufig zur Anwendung, wenn sich Naniten entlang von Festkörpern bewegen müssen. Diese sind zusätzlich mit Miniaturfräsen und -bohrköpfen ausgestattet, um sich durch Festkörper hindurchzubewegen. Da allerdings das gewaltsame Durchbrechen eines Festkörpers auch für einen Naniten eine energieaufwändige Angelegenheit ist, müssen Nanoroboter dieses Typs über leistungsfähige Energiereserven verfügen. Aus diesem Grund können diese Naniten nur eine minimale Größe von etwa 15 Mikrometern erreichen und sind in der Regel stäbchenförmig gestaltet.