1949年瑞典通过酸水解木材纤维素制备纤维素胶状悬浊液，得到直径6纳米左右的纳米纤维素。1995年法国开始研究纤维素纳米晶体增强高分子材料。2000年以后，中国科研人员对纳米纤维素的原料来源、制备方法、性能评价及应用进行了系统研究。

纳米纤维素的制备方法主要有化学法和机械法。化学法是通过化学试剂与纤维素发生反应，破坏纤维素分子间氢键，去除纤维素无定型区，切断高分子链，降低聚合度，使纤维尺寸达到纳米尺度；主要包括酸水解法、酶解法、氧化法等。机械法是通过机械力破坏纤维素长纤维，从而达到纤丝化目的；主要包括高压均质法、研磨法、高强度超声法等。

纳米纤维素按形貌分为纤维素纳米晶体（cellulose nanocrystals; CNC）和纤维素纳米纤丝（cellulose nanofibrils; CNF）。纤维素纳米晶体是通过化学法水解天然纤维素得到的结晶度较高的棒状纳米晶体，一般直径小于10纳米，长度从几十纳米到500纳米。纤维素纳米纤丝是通过机械法制备得到的纤丝化纳米纤维素，直径为5～60纳米，长度为几微米。

纳米纤维素具有优异的机械性能、超大的比表面积、高结晶度、高亲水性、高透明度、低密度、良好的生物可降解性与生物相容性及化学稳定性，在生物医药、食品加工、造纸、环境工程、新能源和新材料等领域具有应用前景。