Vật liệu polyme nanocompozit (tiếng Anh: polymer nanocomposite) là một loại polyme compozit "mới" mà trong đó các hạt độn (filled-particles) trong mạng nền polyme (polymer matrix) có kích thước nanomet.Một loại hạt độn nano đặc biệt là nanoclay (còn gọi là nano khoáng sét). Chúng được cấu tạo từ các lớp mỏng, mỗi lớp có chiều dày từ một đến vài nanomét, còn chiều dài từ vài trăm đến vài nghìn nanomet. Nanoclay có thể là nanoclay tự nhiên hoặc các lớp silicat tổng hợp (synthetic layered silicates). Loại nanoclay đầu tiên được tìm thấy trên thế giới là montmorillonit (ở Montmorillon, Pháp, năm 1874). Tuy nhiên, đến năm 1993, vật liệu polyme clay-nanocompozit mới lần đầu tiên được chế tạo thành công. Các nhà khoa học ở Phòng thí nghiệm Nghiên cứu và Phát triển Trung tâm của công ty Toyota đã tổng hợp được vật liệu nanocompozit của polyamit 6 với montmorillonit. Khi so sánh với polyamit thông thường, vật liệu nanocompozit chế tạo được có các tính chất cơ lý tốt hơn.