Ein Mikroarray ist ein Chip, der mit Tausenden winziger DNA- oder Protein-Punkte bedeckt ist. Jeder Punkt entspricht einem spezifischen Gen oder Protein. Wird eine Probe aufgetragen, binden die Moleküle der Probe an ihre komplementären Punkte. Die Bindungsstärke wird gemessen und liefert so eine Momentaufnahme der Genexpression oder des Proteinspiegels über Tausende von Zielmolekülen hinweg. Diese Technologie war bei ihrem Erscheinen Ende der 1990er-Jahre revolutionär.

Am häufigsten werden DNA-Microarrays eingesetzt. Sie ermöglichen die Messung der Expression jedes einzelnen Gens eines Genoms in einem einzigen Experiment. Darüber hinaus können genetische Variationen wie Einzelnukleotid-Polymorphismen und Kopienzahlveränderungen nachgewiesen werden. Protein-Microarrays messen Proteinmengen und -interaktionen. Gewebe-Microarrays erlauben Pathologen die Analyse zahlreicher Gewebeproben auf einem Objektträger.

Mikroarrays wurden in Genexpressionsstudien weitgehend durch RNA-Sequenzierung ersetzt, da diese sensitiver ist und neue Transkripte nachweisen kann. Mikroarrays sind jedoch weiterhin nützlich für Hochdurchsatz-Genotypisierung, klinische Diagnostik und Anwendungen, bei denen die Kosten eine Rolle spielen. Sie werden auch in der Forschung zur Validierung von Sequenzierungsergebnissen eingesetzt.

Die Technologie ist ausgereift und weit verbreitet. Sie erfordert eine sorgfältige Versuchsplanung und Datenanalyse. Ein Microarray-Experiment kann mehr Daten generieren, als ein einzelnes Labor auswerten kann; daher ist die Bioinformatik unerlässlich.