בנוסף למאפיינים של ננו-חומרים רגילים (אפקט פני השטח, אפקט כליאה דיאלקטרי, אפקט גודל קטן, אפקט מנהור קוונטי וכו'), לננו-חומרי זהב יש גם יציבות ייחודית, מוליכות, תאימות ביולוגית מעולה וזיהוי על-מולקולרי ומולקולרי, פלואורסצנטיות ומאפיינים אחרים, מה שגורם לו להראות אפשרויות יישום רחבות בננו-אלקטרוניקה, אופטו-אלקטרוניקה, חישה וקטליזה, תיוג ביו-מולקולרי, ביו-סנסינג ותחומים אחרים.בין מגוון ננו-חומרי זהב בעלי צורות שונות, ננו-חוטי זהב תמיד זכו להערכה רבה על ידי חוקרים.חקר טכנולוגיות ושיטות חדשות להכנת ננו-חוטי זהב, והרחבת תחומי היישום שלו, היא אחד ממוקדי המחקר הנוכחיים בתחום הננו-חומרים.
לחוטי זהב יש יתרונות של יחס גובה-רוחב גדול, גמישות גבוהה ושיטת הכנה פשוטה, והם הראו פוטנציאל גדול בתחומי חיישנים, מיקרו-אלקטרוניקה, מכשירים אופטיים, ראמאן משופר משטח וזיהוי ביולוגי.