بی‌شک، نانو سرور (Nano Server) را می‌توان بزرگ‌ترین و شاخص‌ترین تغییر ویندوز سرور 2016 بر شمرد. نانو سرور یک ویندوز بهینه‌سازی شده ابری است که مایکروسافت ویژه توسعه‌دهندگان در نظر گرفته است. جفری اسنور، مدیر گروه کلاود سازمانی مایکروسافت، در این باره اعلام کرده است: «نانو سرور ویندوز سرور بعدی مایکروسافت خواهد بود.» اگر به یاد داشته باشید، مایکروسافت در ویندوز سرور 2008 و 2012 نسخه Core را اضافه کرد. در ویندوز سرور 2016 نیز مایکروسافت نانو سرور را به سرور 2016 اضافه کرد، در حالی که کاربران همچنان به Core دسترسی خواهند داشت. نانو سرور بیست برابر از نسخه Core سبک‌تر است. همچنین، به‌روزرسانی آن راحت‌تر انجام می‌شود. مایکروسافت در نسخه نانو سرور مؤلفه‌های غیر ضروری، رابط گرافیکی، خط فرمان، پشتیبانی 32 بیتی (WOW64)، محیط مبتنی بر CLI، MSI و برخی از مؤلفه‌های پیش‌فرض Server Core را حذف کرده است. همه فرآیندهای مدیریتی به‌صورت از راه دور از طریق WMI و PowerShell انجام می‌شود. برای آن‌که مدیریت از راه دور از طریق Power Shell با Desired State Configuration به‌صورت پایدارتر، انتقال فایل‌ها از راه دور، نوشتن اسکرپیت‌ها از راه دور و اشکال‌زدایی بهتر انجام شود، اصلاحاتی را انجام داده است. بر همین اساس، مایکروسافت روی مجموعه ابزارهای مدیریتی که جایگزین ابزارهای مدیریتی محلی می‌شوند، کار کرده است. در مجموع، اندازه نانو سرور 93 درصد کوچک‌تر از VHD، 92 درصد کم‌تر نیازمند وصله‌های بحرانی و 80 درصد کم‌تر به راه‌اندازی (Restart) نیاز دارد (به عبارت دقیق‌تر راه‌اندازی آن سریع‌تر انجام می‌شود). همچنین، به گونه‌ای بهینه‌سازی شده است که از منابع به شکل بهتری استفاده کند و از امنیت پایدارتری برخوردار باشد. طراحی نانو سرور به گونه‌ای است که روی Hyper-V, Hyper-V Cluster, Scale-Out File Servers (SOFs و برنامه‌های سرویس کلاود اجرا شود. در مجموع، مایکروسافت با شناختی که از محیط‌های ابرمحور بزرگ به دست آورده است، نانوسرور را بر پایه دو سناریوهای جدید طراحی کرده است:
• نانو سرور در محیط برنامه‌های کلاود متولد شده است (واژه Born-in-the-cloud به نوع خاصی از سرویس کلاود اشاره دارد که بر پایه سیستم‌های قدیمی نبوده و تنها برای اهداف خاص کلاود طراحی شده است)، به طوری که از زبان‌های برنامه‌نویسی و محیط‌های زمان اجرای چندگانه همچون سی‌شارپ، جاوا، نود. جی، پیتون و... پشتیبانی می‌کند. همچنین، این توانایی را دارد تا در کانتینرها، ماشین‌های مجازی یا حتی سرورهای فیزیکی اجرا شود.
• زیرساخت پلتفرم ابری مایکروسافت از کلاسترهای محاسباتی که روی Hyper-V و کلاسترهای ذخیره‌سازی که روی Scale-Out File Server اجرا می‌شوند، پشتیبانی می‌کند.
نانو سرور به مصرف‌کنندگان اجازه می‌دهد، تنها مؤلفه‌های مورد نیاز را نصب کنند. در نتیجه، به نصب مؤلفه‌های اضافی و غیر ضروری نیازی نخواهد داشت. نتایج اولیه در این زمینه امیدوارکننده بوده‌اند. بر اساس بیلدهای عرضه شده، نتیجه مقایسه‌ای که بین سرور و نانو سرور انجام شده است، نشان می‌دهد نانو سرور 93 درصد اندازه‌ای کم‌تر از VHD، 92 درصد کم‌تر نیازمند وصله‌های بحرانی و 80 درصد کم‌تر نیازمند راه‌اندازی‌های مجدد است.