L'élaboration de « machines » et « moteurs » moléculaires de synthèse représente un domaine particulièrement actif, qui a vu le jour il y a environ une dizaine d'années. Ces machines sont des objets pour lesquels il sera possible de mettre en mouvement une partie du composé ou de l'assemblée molécule considérée, par l'intervention d'un signal envoyé de l'extérieur, alors que d'autres parties seront immobiles. Si une source d'énergie alimente le système de manière continue, et qu'un mouvement périodique en résulte, l'assemblée moléculaire en mouvement pourra être considérée comme un « moteur ».