Un microchip es un chip recubierto con miles de diminutos puntos de ADN o proteína. Cada punto corresponde a un gen o proteína específicos. Al aplicar una muestra, las moléculas presentes en ella se unen a sus puntos complementarios. Se mide la cantidad de unión, lo que proporciona una instantánea de la expresión génica o los niveles de proteína en miles de dianas simultáneamente. Esta tecnología supuso una revolución cuando apareció a finales de la década de 1990.

El tipo más común es el microarreglo de ADN. Permite medir la expresión de cada gen en un genoma en un solo experimento. También puede detectar variaciones genéticas, como polimorfismos de un solo nucleótido y cambios en el número de copias. Los microarreglos de proteínas miden los niveles e interacciones de las proteínas. Los microarreglos de tejidos permiten a los patólogos analizar numerosas muestras de tejido en una sola lámina.

Los microarrays han sido reemplazados en gran medida por la secuenciación de ARN para los estudios de expresión génica, debido a que la secuenciación es más sensible y permite detectar transcritos nuevos. Sin embargo, los microarrays siguen siendo útiles para el genotipado de alto rendimiento, el diagnóstico clínico y aplicaciones donde el costo es un factor importante. También se utilizan en investigación para validar los resultados de la secuenciación.

La tecnología está consolidada y ampliamente disponible. Requiere un diseño experimental y un análisis de datos minuciosos. Un experimento con microarrays puede generar más datos de los que un solo laboratorio puede interpretar, por lo que la bioinformática resulta fundamental.