电子器件的发展已经将计算机从几间房子大小的庞然大物缩小为可以装入口袋的小型笔记本, 这种翻天覆地的变化使人们对未来计算机的发展寄予了很高的期望。计算机的高性能和小体积化主要取决于构成它的电子器件, 近年来纳米分子器件的发展受到很大关注, 纳米分子器件具有高集成度的优势, 一个指甲盖上能够集成一百万亿个分子电子元件, 计算机集成度的提高帮助运算速度大幅提高。纳米分子器件还可以大批量合成, 这样势必会大幅度缩减生产成本, 从而更具有竞争优势。所以纳米分子器件正在成为未来电子器件发展的一个重要方向。

分子电子学的概念不同于前一个时期出现的有机微型晶体管或电子在"体"材料中传输和"体"效应制成的有机器件。分子电子学也称"分子内电子学"，它是由与"体"衬底电隔离的共价键分子结构组成，或者是将分立分子和纳米量级的超分子结构组成的分子导线和分子开关连接而成。从制备工艺方面看，分子电子学比固体纳米电子器件更容易制作出成本较低的亿万个几乎完全等同的纳米量级的结构。这主要归因于纳米加工和纳米操作新方法的出现，即纳米量级结构的机械合成和化学合成技术。机械合成是指用扫描隧穿显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)和新的微电机械系统来控制、操作分子进行合成。化学合成包括纳米结构的化学自组装生长，从生物化学和分子遗传学借用过来的方法等。用化学合成的方法可以在有机分子中合成分子电子器件。

分子电子器件就是采用有机功能分子材料来构筑电子线路中的各种元器件, 例如分子导线、分子开关、分子二极管、分子场效应晶体管、分子存储器件等,测量并解析这些分子尺度元器件的电学特性。其目标是用单个分子、超分子或分子簇代替硅基半导体晶体管等固体电子元件组装逻辑电路, 乃至组装完整的分子计算机。