Изложены методы расчета температурных полей в нанокомпозиционных материалах, под которыми понимаются наносистемы с соответствующей реологической средой. Предложены новые математические модели, описывающие реальные физические процессы. Приведены расчетные формулы по управлению температурным полем для наноматериалов. На границах расчетного объема сформулированы различные граничные условия: первого, второго или третьего типов. Изучены наноматериалы с внедренными в них нанотрубками, которые позиционируются как дополнительные источники (стоки) тепла. В качестве основы выбраны разностные методы. Различие подходов проявляется на этапе построения дискретной задачи - алгебраической системы уравнений. При расчете непрерывной области использована сходящаяся численная консервативная схема, аппроксимирующая заданные уравнения. В качестве примера приведены конструктивное исполнение углеродной нанотрубки, для отвода тепла с поверхности нагреваемого элемента, где вода играет роль хладагента. Исследована двухфазная наноструктурированная среда, температурные поля в которой могут проходить границу фазового перехода. Освещены проблемы управления и оптимизации тепловых процессов в нанокомпозиционных средах. Приведены примеры решения различных двумерных задач теплопередачи с программами для ЭВМ.