Computer molecolari controlleranno gli assemblatori molecolari, fornendogli un veloce flusso di istruzioni necessarie per dirigere il posizionamento di un gran numero di atomi. Nanocomputer con memorie molecolari immagazzineranno anche i dati generati da un processo che è l'opposto dell'assemblamento.
Gli assemblatori permetteranno agli ingegneri di sintetizzare oggetti; i loro opposti, i disassemblatori, aiuteranno scienziati e ingegneri ad analizzarle. La realizzabilità degli assemblatori poggia sulla capacità degli enzimi e delle reazioni chimiche di formare legami, e dei meccanismi cellulari di controllare il processo. Quella dei disassemblatori poggia sulla simile capacità di rompere legami e controllarne il processo. Enzimi, acidi, ossidatori, metalli alcalini, ioni, e gruppi reattivi di atomi chiamati radicali liberi - tutti possono rompere legami e rimuovere gruppi di atomi. Poiché niente è assolutamente immune dalla corrosione, sembra che strumenti molecolari saranno in grado di togliere qualsiasi cosa, pochi atomi alla volta. Inoltre, una nanomacchina potrebbe (se necessario) anche applicare forze meccaniche, liberando anche in questo modo gruppi di atomi.
Una nanomacchina in grado di far ciò, registrando nel frattempo quello che rimuove strato dopo strato, è un disassemblatore. Assemblatori, disassemblatori e nanocomputer lavoreranno insieme: per esempio, un sistema di nanocomputer potrà dirigere il disassemblamento di un oggetto, registrare la sua struttura, e quindi dirigere l'assemblamento di copie perfette. E questo dà qualche idea delle potenzialità della nanotecnologia.