纳米尺度结构的薄膜在绿色技术领域的应用有广阔前景。例如，一个质量仅为几克的铝块，当被制成很薄的膜后，其完全平铺展开就可能有一个平方公里的表面积，对太阳能的反射功率可达千兆瓦。因此，这种薄膜制备技术的实现及其应用将会引起工业领域里革命性的变化。
一般而言，具有实际应用价值的薄膜厚度在10nm 至10μm 之间。物理气相沉积法是重要的制膜技术，包括蒸发法和溅射沉积法。蒸发法的原理是: 膜原料在真空中加热成气相，然后加速到足够高的速度撞击到材料的基片上而成膜。这些粒子的能量通常是几分之一电子伏。加热源一般选择电阻丝(如钨) 或者用热电子发射的方式加热。溅射沉积制膜的基本原理为：用稀薄的等离子体轰击固体原料，溅射出的分子或原子沉积到基片上。如果等离子体由氩离子等惰性气体组成，那么靶材和制得膜的成分相同; 对于活性(如含有氧) 等离子体，则可以通过溅射金属靶得到氧化膜。人们也可以在等离子体中添加氮来制造氮化物膜。“磁控溅射”是通过磁场把等离子体束缚于某一特定区域而进行溅射。旋转靶材可以实现原材料的利用最大化。溅射沉积法制备薄膜时轰出的粒子通常具有几个电子伏特的能量，这样的粒子能更好地附着在基片上，从而达到更高的致密度。
强度是薄膜实际应用的一个重要因素。一般而言，越致密的薄膜强度越高，所以溅射法能得到比蒸发法更为坚固的膜。但是，含纳米孔隙的薄膜在绿色技术领域也有广阔的应用前景。像“智能”建筑里能自动调节室内光照强度的变色玻璃、进行空气质量监测的传感器以及光催化空气清洁装置等，都可能需要这样类型的膜。此外，通过改变靶材和连续沉积可以制得多层膜; 利用复合靶或多靶共射能制备复合膜或合金膜;在氩离子等离子体中加入氧等活性物质，还可以精确可控地获得具有金属-介电性质的薄膜。化学蚀刻技术制得的合金膜则可能含有很多的纳米孔隙。
上述基于真空和等离子体环境的制膜主要受掠射角沉积和基片旋转的影响。正常情况下，薄膜制备过程中粒子垂直地沉积在基片表面上。如果改变粒子轰击的角度，或在基片转动下进行沉积，则可以得到具有特殊的表面纳米微观结构。这种技术被称作“掠射角沉积”。当粒子以非垂直的角度撞击基片时，倾斜的表面柱状微观结构将会形成。这种具有斜柱状结构的膜往往会对特定波长或偏振光线有选择性吸收的性质，这一特性可在绿色技术领域获得重要应用。如果周期性地改变粒子入射的角度，则可以制成锯齿状的微观结构。当基片在粒子沉积过程中缓慢旋转时，就可制备出有更加独特形貌的纳米膜层。使用更快的旋转速度可以得到一种“羽毛状”的微观结构表面。这种结构具有巨大的表面积，在光催化和传感器等方面有潜在的应用价值。