1997年，美国明尼苏达大学电子工程系纳米结构实验室采用纳米平版印刷术成功地研制了纳米结构的磁盘，磁盘由直径为100纳米，长度为40纳米的磁柱按照周期性排列而成。1998年，美国斯坦福大学学者成功利用原子力显微镜（atomic force microscopy; AFM）探针阵列在存储介质表面通过读取压阻的方式读取数据，探针的针尖为纳米尺寸大小。2006年，美国国际商业机器公司（International Business Machines Corporation; IBM）成功利用AFM微探针阵列读取介质表面数据坑的热敏电阻来获取存储的数据。

纳米机电存储器的存储单元尺寸非常小，具有超高的存储密度。纳米机电存储器的存储单元大小一般在纳米尺度内（1～100纳米），主要的两个发展方向为微探针热读写高密度存储器和纳米磁柱高密度存储器。①微探针热读写高密度存储器。采用热机械数据存储方式，首先将数据以纳米凹坑的形式记录在存储介质表面形成纳米尺度的数据坑。然后利用纳米尺寸的针尖来读取存储介质表面数据坑的热敏电阻实现对存储数据的读取。纳米尺寸的针尖和数据坑可以极大程度地提高数据存储密度。②纳米磁柱高密度存储器。由于超顺磁效应的限制，传统磁存储技术的存储密度难以突破30吉比特/厘米²。想要进一步提高磁存储技术的存储密度，必须使用量子磁盘技术。纳米磁柱高密度存储器采用电子束平版印刷技术，制造直径和间距都在纳米尺度内的磁柱构成量子磁盘，信息记录在磁柱上，磁柱内磁矩向上和向下分别表示状态“1”和“0”。通过量子磁盘技术，磁柱记录位间的磁关联明显减小，自退磁现象基本消失，相邻位的干扰显著下降。

纳米机电存储器契合信息社会发展对于超高密度信息存储技术的需求，即将更多的数据存储在更小的面积当中。但是，纳米机电存储器的特征尺寸达到了纳米数量级，一些新的效应，如尺度效应、表面效应不可忽视，技术问题比较复杂。