روش هیدروترمال یکی از قوی‌ترین و پرکاربردترین روش‌ها برای تولید نانوساختارها است که به خاطر ساده و مقرون به صرفه اقتصادی بودن امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
از میان تمامی روش‌های پیشرفته تولید نانوذرات، روش هیدروترمال توجه بسیار زیادی را به خود جلب کرده است. منشاء تولید بزرگ‌ترین تک بلورهای موجود در طبیعت و مقدار بسیار زیادی از تک بلورهای مصنوعی ساخته شده در آزمایشگاه‌ها، این روش است. در ابتدا فرآیند هیدرترمال به واکنش‌های شیمیایی (همگن یا ناهمگن) در حضور حلال در دما و فشار بالا اطلاق می‌شد.
در اواخر قرن بیستم، همایشی بین المللی بین‌رشته‌ای با عنوان فرآیند هیدروترمال برگزار گردید. دستاورد این همایش گسترش اطلاعات در مورد ترمودینامیک این فرآیند بود و منجر به کاهش چشمگیر شرایط دما و فشار این فرآیند و سوق یافتن آن به سمت شیمی سبز گردید. امروزه روش تولید هیدروترمال سهمی تقریبا معادل ۶ درصد را در تولید مواد پیشرفته دارد. گستره وسیعی از اکسیدهای فلزی، هیدروکسیدها، سیلیکات‌ها، کربنات‌ها، فسفات‌ها، سولفیدها، نیتریدها با نانوساختارهایی همچون نانولوله، نانوسیم، با استفاده از این روش تهیه می‌شوند.
به طور کلی، در این روش ابتدا واکنش‌دهنده‌ها در حلال مناسب حل می‌شوند. در صورت نیاز برای حل شدن یا توزیع بهتر پیش مادهها در محلول، از امواج اولتراسونیک استفاده میشود. سپس محلول مواد اولیه درون اتوکلاو ریخته شده و اصطلاحا مهر و موم میشود. سپس اتوکلاو حاوی محلول واکنش دهنده ها، تا دمای مناسب حرارتدهی میشود. در اثر این حرارتدهی فشار درون اتوکلاو بالا رفته و شرایط مناسب برای واکنش پیش‌ماده ها فراهم میشود. پس از گذشت زمان کافی برای انجام واکنش شیمیایی درون اتو کلاو، حرارت دهی متوقف شده، محصولات از درون آن بیرون آمده و در صورت نیاز برای خشک یا کلسینه شدن حرارت دهی می‌شوند.
این نوع روش، نانوساختارها از قوی ترین و پرکاربردی ترین ساختارها تشکیل شده است ویکی از منشاء های اصلی در تولیدات بلوری محسوب میشود.