Los biosensores nanofotónicos han demostrado un nivel de sensibilidad extremo para la detección directa de proteínas y ADN. En estos sensores (también llamados de onda evanescente) se hace uso de la forma particular en que se transmite la luz en el interior de los circuitos ópticos; esta transmisión tiene lugar a lo largo de la guía óptica mediante múltiples reflexiones internas. 

El biosensor de Resonancia de Plasmón Superficial (SPR) está basado en la variación de Nanomedicina: ampliación de la nanotecnología en la salud 105 reflectividad de una capa metálica en contacto con un medio biológico. El biosensor SPR ha sido ampliamente desarrollado, cientos de publicaciones aparecen cada año en la literatura especializada y numerosas compañías lo comercializan en diferentes versiones. 

Otro tipo de nanobiosensor con grandes perspectivas en nanodiagnóstico son los biosensores nanomecánicos, que emplean como sistema de transducción la deflexión nanométrica de una micropalanca o el desplazamiento de su frecuencia de resonancia al interaccionar con el sistema biológico.