De Ledger Nano S functioneert als hardware wallet door de private keys van een gebruiker op te slaan in een fysiek geïsoleerde chip die nooit met internet verbonden is. Transacties worden voorbereid op een computer of telefoon, maar moeten worden gecontroleerd en bevestigd op het kleine schermpje van het apparaat zelf via de twee knopjes aan de zijkant, zodat malware op de host niet ongemerkt een overboeking kan goedkeuren.
De Nano S werd in 2016 gelanceerd door het Franse bedrijf Ledger SAS en combineerde het USB-stick-formaat met een CC EAL5+ gecertificeerde Secure Element chip, hetzelfde type chip dat ook in bankpasjes en paspoorten wordt gebruikt. De originele ST31H320-chip bood slechts 320 KB gecombineerde opslag voor firmware en apps, waardoor gebruikers doorgaans maar drie tot tien apps tegelijk konden installeren, al konden er via de Ledger Live-software in totaal veel meer coins beheerd worden door apps te wisselen.
Toegang wordt beschermd door een zelfgekozen PIN-code, waarbij het apparaat zichzelf wist na drie mislukte pogingen, en herstel verloopt volledig via een 24-woorden seed phrase die tijdens de installatie wordt gegenereerd en die Ledger zelf nooit te zien krijgt of opslaat. Er is geen publiek gedocumenteerde inbraak in de Secure Element bekend, al lekte in 2020 wel een klantendatabase van Ledgers webshop met contactgegevens van kopers, niet de wallet-sleutels zelf.
Ledger heeft de Nano S uitgefaseerd omdat het beperkte geheugen een bottleneck werd, en verwijst kopers nu naar de USB-C Nano S Plus en andere nieuwere modellen, terwijl concurrent Trezor het belangrijkste alternatief blijft in dezelfde instapklasse van hardware wallets.