Os nanotubos de membrana, nanotúbulos de membrana ou citonemas são uns tubos longos e finos formados na membrana plasmática e projetados para o exterior da célula, que conectam diferentes células animais a grandes distâncias, por vezes mais que 100 μm entre células T. Observaram-se dois tipos de nanotubos. O primeiro tipo possui menos de 0,7 micrómetros de diâmetro, contém actina e transporta componentes da membrana plasmática (proteínas, lípidos) entre duas células nas duas direções. O segundo tipo é maior em espessura (>0,7 μm), contém tanto actina como microtúbulos e pode transportar componentes do citoplasma entre as duas células, como em vesículas e organelos.

Estas estruturas podem estar envolvidas na comunicação entre células, na transferência de ácidos nucleicos entre as células de um tecido, e na transmissão de toxinas ou patogenos como o VIH e priões.

Os nanotubos de membrana foram descritos pela primeira vez num artigo da revista científica Cell em 1999, sobre o desenvolvimento dos discos imaginais da asa da mosca Drosophila melanogaster. Mais recentemente, um artigo da revista científica Science publicado em 2004 descreveu umas estruturas que conectavam vários tipos de células imunes, que também estavan presentes em células de cultivo.

Estruturas similares a nível funcional são os plasmodesmos, que interligam as células vegetais, e os estrómulos, que interligam plastos.