माइक्रोफ्लुइडिक उपकरण मिलीमीटर से भी छोटे चैनलों के माध्यम से तरल की बहुत कम मात्रा को प्रवाहित करता है। जैसे खून की एक बूंद, कुछ कोशिकाएं, या एक पिकोलीटर अभिकर्मक। पैमाना छोटा है, लेकिन इसके फायदे बहुत बड़े हैं। कम नमूना, कम अभिकर्मक, तीव्र अभिक्रियाएं और सटीक नियंत्रण। माइक्रोफ्लुइडिक्स, लैब-ऑन-ए-चिप उपकरणों का आधार है और अपने आप में एक तेजी से विकसित हो रहा क्षेत्र है।

छोटे पैमाने पर भौतिकी अलग होती है। यहाँ लैमिनर प्रवाह हावी रहता है, जिसका अर्थ है कि तरल पदार्थ बिना किसी अशांति के समानांतर परतों में गति करते हैं। दूरियाँ कम होने के कारण विसरण तीव्र होता है। पृष्ठ तनाव भी मायने रखता है। इलेक्ट्रोकाइनेटिक्स पंपों के बिना तरल पदार्थों को गतिमान कर सकता है। ये गुण सटीक नियंत्रण और नवीन कार्यों को संभव बनाते हैं। उदाहरण के लिए, ड्रॉपलेट माइक्रोफ्लुइडिक्स उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग के लिए प्रति सेकंड हजारों एकसमान बूंदें उत्पन्न करता है।

माइक्रोफ्लुइडिक्स का उपयोग निदान में किया जाता है, जहाँ रक्त की एक बूंद का विश्लेषण कई मार्करों के लिए किया जा सकता है। इसका उपयोग डीएनए अनुक्रमण में किया जाता है, जहाँ माइक्रोफ्लुइडिक चिप्स लाइब्रेरी तैयार करते हैं और डीएनए को बढ़ाते हैं। इसका उपयोग औषधि खोज में किया जाता है, जहाँ कोशिकाओं को चिप पर संवर्धित और परीक्षण किया जाता है। इसका उपयोग ऑर्गन-ऑन-ए-चिप उपकरणों में किया जाता है जो मानव ऊतकों का प्रतिरूप बनाते हैं। इसका उपयोग रसायन विज्ञान में किया जाता है, जहाँ बूंदों में अभिक्रियाएँ की जाती हैं।

यह क्षेत्र अंतःविषयक है, जिसमें इंजीनियरिंग, भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान का संयोजन है। इन उपकरणों का निर्माण अक्सर लचीले बहुलक पॉलीडाइमिथाइलसिलोक्सेन से सॉफ्ट लिथोग्राफी तकनीक का उपयोग करके किया जाता है। यह तकनीक अभी भी विकास के चरण में है, लेकिन इसकी संभावनाएं व्यापक हैं।