A mikroarray egy olyan chip, amelyet több ezer apró DNS- vagy fehérjefolt borít. Minden folt egy adott génnek vagy fehérjének felel meg. Amikor egy mintát felvisznek, a mintában lévő molekulák a komplementer foltjaikhoz kötődnek. A kötődés mértékét mérik, ami pillanatképet ad a génexpresszióról vagy a fehérjeszintekről több ezer célponton egyszerre. A technológia forradalmi változást hozott, amikor az 1990-es évek végén megjelent.

A leggyakoribb típus a DNS-mikrochip. Egyetlen kísérletben képes mérni egy genom minden génjének expresszióját. Genetikai variációkat is képes kimutatni, például egyetlen nukleotid polimorfizmusokat és kópiaszám-változásokat. A fehérje-mikrochipek a fehérjeszinteket és a kölcsönhatásokat mérik. A szöveti mikrochipek lehetővé teszik a patológusok számára, hogy egyetlen tárgylemezen számos szövetmintát elemezzenek.

A génexpressziós vizsgálatokban a mikrochipeket nagyrészt felváltotta az RNS-szekvenálás, mivel a szekvenálás érzékenyebb és új transzkriptumokat képes kimutatni. A mikrochipek azonban továbbra is hasznosak a nagy áteresztőképességű genotípus-meghatározáshoz, a klinikai diagnosztikához és az olyan alkalmazásokhoz, ahol a költség számít. A kutatásban a szekvenálási eredmények validálására is használják őket.

A technológia kiforrott és széles körben elérhető. Gondos kísérleti tervezést és adatelemzést igényel. Egy mikroarray kísérlet több adatot képes generálni, mint amennyit egyetlen laboratórium képes értelmezni, ezért elengedhetetlen a bioinformatika.