De methode nanolaag karakterisatie verwijst naar het analyseren en meten van extreem dunne lagen materiaal (vaak in de orde van nanometers) om inzicht te krijgen in eigenschappen zoals laagdikte, refractie-index, homogeniteit, ruwheid, en structuur. Dit wordt veel toegepast in materiaalwetenschap, halfgeleidertechnologie, biotechnologie en nanotechnologie.

Bij nanolaag karakterisatie gaat het om het nauwkeurig beschrijven van dunne films of coatings die op een substraat zijn aangebracht. Dat kan gaan om:
• polymeerlagen
• eiwitlagen
• lipide dubbellagen
• metaallagen (zoals goud of zilver)
• nanopartikels laagjes

Een goede karakterisatie van nanolagen is essentieel omdat zelfs kleine afwijkingen in de dikte of structuur grote invloed kunnen hebben op:
• functionele prestaties (zoals in sensoren of membranen)
• biocompatibiliteit (bij medische coatings)
• optische eigenschappen (in lenzen of displays)
• mechanische stabiliteit.