Direkt penetration: Nanorör kan fysiskt punktera cellmembranet och komma in i cellen direkt. Denna mekanism kommer sannolikt att inträffa när nanorören är vassa och har en liten diameter, vilket gör att de kan tränga igenom cellmembranet med minimalt motstånd.
Membranlindning: I vissa fall, snarare än att punktera cellmembranet, kan nanorör trassla in sig i membranet och så småningom uppslukas av cellen genom en process som kallas fagocytos. Vid fagocytos sträcker sig cellmembranet runt den främmande partikeln och bildar en vesikel som omsluter partikeln och för in den i cellen.
Adsorption och endocytos: Nanorör kan också tas upp av celler genom en process som kallas endocytos. Vid endocytos invaginerar cellmembranet och bildar en ficka som omger nanoröret. Fickan nyper sedan av från cellmembranet och skapar en vesikel som innehåller nanoröret. Beroende på typen av endocytos bildas olika typer av vesiklar, såsom clathrin-belagda gropar, kaveoler eller makropinosomer.
Börjarförmedlad transport: Nanorör kan också transporteras in i celler av specifika bärarproteiner eller receptorer som finns på cellmembranet. Dessa bärarproteiner eller receptorer känner igen och binder till specifika molekyler eller ligander på ytan av nanorören. När de väl är bundna internaliseras nanorören i cellen tillsammans med bärarproteinet eller receptorn.
Mekanismen för nanorörs inträde i celler kan variera beroende på faktorer som storlek, form, ytegenskaper och funktionalisering av nanorören, såväl som celltyp och miljöförhållanden. Ytterligare forskning behövs för att till fullo förstå mekanismerna för cellulärt upptag av nanorör och för att utnyttja dessa mekanismer för olika biomedicinska tillämpningar.