Zur Kommunikation mit anderen Nanorobotern oder mit einem äußeren System verwenden Naniten ein Bauelement, das einen elektromagnetischen Richtimpuls mit einer Reichweite von mehreren Zentimetern aussendet, sowie entsprechende Empfangseinrichtungen. Die Kommunikation findet auf Basis von Infrarot- oder Lichtimpulsen statt, da wegen ihrer Größe langwellige Kommunikation wie Radiowellen nicht möglich sind. Erreichen die Roboter eine Größe von über einem halben Millimeter, können auch Mikrowellen zur Kommunikation genutzt werden.

Kommunikation und Kooperation unter Nanorobotern ist ein sehr wichtiges Thema, da Naniten häufig in einer Form konstruiert werden, in der sie auf gegenseitige Hilfe angewiesen sind. So spezialisieren sich bestimmte Nanitentypen darauf, andere Nanoroboter mit Energie oder notwendigen Werkstoffen zu versorgen, Nanoroboter ohne eigenen Antrieb im Huckepackverfahren zu ihrem Einsatzort zu transportieren oder als Boten Befehle oder Informationen anderer Nanoroboter oder eines kontrollierenden äußeren Systems zu übermitteln.

Bei weiträumiger Kommunikation werden insbesondere bei Naniten im medizinischen Einsatz auch chemische Botenstoffe eingesetzt. Mit diesem Verfahren können Nanoroboter, die ein spezielles Einsatzziel gefunden haben, andere Naniten anlocken oder vertreiben. Mit diesem Verfahren sind Naniten übrigens außerdem in der Lage, in das Immunsystem eines Organismus aktiv einzugreifen und dieses teilweise zu steuern. Außerdem gibt es (bei der Kommunikation von Naniten untereinander) die Möglichkeit, in den Botenstoffen einige Bit an Information zu kodieren. Eine kompliziertere Kommunikation ist allerdings mit Botenstoffen nicht möglich.