物质打印机，顾名思义，就是能够打印出各种物体的设备，在星际时代，这是每艘宇宙飞船的必备设备，因为每艘宇宙飞船在执行任务的时候，都是在茫茫宇宙中飞行，甚至会远离人类活动的范围，如果有零部件坏了，不可能拖到修理厂进行修理，而宇宙飞船的空间又是有限的，如果为所有零部件都准备替代品，就需要占用大量的仓库空间。
除此之外，宇宙飞船到达一个陌生的星球拓荒时，往往需要重新建立一套工业体系，来生产各种工业用品，但是宇宙飞船的空间是有限的，不可能携带那么多设备。
为了解决这些问题，物质打印机诞生了。
只要在宇宙飞船上配备一台超大型物质打印机，再准备足够的原材料，在宇宙飞船发生故障时，就可以打印出任何零部件，甚至连核聚变引擎都可以，然后自己修理。在陌生的星球拓荒时，也可以打印出各种零部件，然后组装成各种机器设备，开采星球上的资源，建设殖民基地，建立工业体系。
听起来，这似乎就是3d打印机。
不过，这跟3d打印机的差别大着呢。
现在的3d打印机，是快速成形技术的一种机器，以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。简单来说，就是通过逐层打印来构造物体。
从技术上来说，这已经比较成熟了，在医学界，3d打印现在可用于打印假肢，在珠宝界，可以定制diy戒指，在航空航天可以打印飞机零件等等。如果想要购买的话，在淘宝上就能买到一堆3d打印机，最便宜的只要一千多块钱。
不过，3d打印机也有很明显的劣势。比如说，打印的东西越复杂、对精度的要求越高，花的时间就越多，效率极低，相比传统加工方式有明显劣势。除此之外，能够使用的材料种类也很少，而且相当昂贵，即便是这样，打印出来的成品强度也一般般。这就是3d打印机的概念炒得很火，却无法普及的原因。
许墨从观察者文明图书馆借阅的《物质打印机技术》，原理就跟3d打印机不同，物质打印机是依靠纳米机器人对物体进行加工的。
爱因斯坦曾经说过，“未来科学无非是继续向宏观世界和微观世界进军。”而纳米机器人则是一种分子大小的微型机器，它们使用分子甚至是单个原子作为零件，在非常细小的空间构建物质。
科幻电影里也有类似的幻想，比如《特种部队:眼镜蛇的崛起》里面的纳米机器人，原本是用来治疗癌症的，但是经过改造之后，就成为了一种可怕的武器，可以通过吃掉金属来进行自我繁殖，随便来一发，就溶解了半个埃菲尔铁塔。
在现实中，也有很多科学家在进行这方面的研究，美利坚哥伦比亚大学的科学家就研制出了一种由dna分子构成的“纳米蜘蛛”微型机器人，它们能够跟随dna的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止。它的大小仅有4纳米，比人类头发直径的十万分之一还小。不过，这种纳米蜘蛛的能力仅仅局限在dna上面行走，而且比较慢，只能走50步（100纳米距离）。