纳米多级结构（hierarchical nanostructure），工学-材料科学与工程-纳米材料-纳米多级结构，将纳米尺度的结构单元组装或排列构成在多个尺度（包含纳米尺度）呈现的纳米结构。具备该结构的材料在宏观上依然表现出纳米材料的物理和化学性质，并且由于微观结构组装排列的层次性，可同时展现出单个结构单元所不具备的独有结构特性。纳米多级结构材料包括自然界存在的纳米多级结构物体，如荷叶表面、壁虎脚掌等，也包括人工合成的纳米多级结构材料，如生物模拟矿化材料（常见的有碳酸钙有机杂化材料、DNA驱使组装金纳米棒、羟基磷灰石晶体、磷酸钙块体共聚物和微孔性的碳酸钙胶体等）、纳米器件、介孔材料、分子筛和多孔三维结构如纳米网孔和气凝胶等。这些纳米多级结构材料由于其独特的多个层次复合结构，具有广泛的应用前景。例如，超级电容器同时拥有纳米尺寸的高比表面积和大尺寸的孔道结构便于传质，纳米多级结构展现出其他单一结构所不具有的优势。