الآلات الجزيئية (أو الآلات النانوية [1]) هو تركيب من عدد محدد من المكونات الجزيئية والتي تستطيع أن تنجز حركة شبه ميكانيكية كرد فعل (مخرجات) نتيجة لعامل مؤثر محدد (مدخلات).[2]
وعادة ما يستخدم تعبير الآلة الجزيئية عندما تكون الحركة الناتجة على المستوى النانوي محاكية للآلات على المستوى الماكروئي (أي الآلات الحقيقية)، والمصطلح شائع الاستخدام في تكنولوجيا النانو، حيث يقترح تصيميم عدد من الآلات الجزيئية عالية التعقيد من أجل تركيب مجمع جزيئي.