Mikroarray adalah sebuah chip yang dilapisi dengan ribuan titik kecil DNA atau protein. Setiap titik sesuai dengan gen atau protein tertentu. Ketika sampel diaplikasikan, molekul dalam sampel akan berikatan dengan titik-titik komplementernya. Jumlah ikatan diukur, memberikan gambaran sekilas tentang ekspresi gen atau kadar protein di ribuan target sekaligus. Teknologi ini merupakan revolusi ketika muncul pada akhir tahun 1990-an.

Jenis yang paling umum adalah mikroarray DNA. Mikroarray ini dapat mengukur ekspresi setiap gen dalam genom dalam satu percobaan. Mikroarray ini juga dapat mendeteksi variasi genetik, seperti polimorfisme nukleotida tunggal, dan perubahan jumlah salinan. Mikroarray protein mengukur kadar dan interaksi protein. Mikroarray jaringan memungkinkan ahli patologi untuk menganalisis banyak sampel jaringan pada satu slide.

Mikroarray sebagian besar telah digantikan oleh sekuensing RNA untuk studi ekspresi gen, karena sekuensing lebih sensitif dan dapat mendeteksi transkrip baru. Namun, mikroarray tetap berguna untuk genotipe berkapasitas tinggi, diagnostik klinis, dan aplikasi di mana biaya menjadi pertimbangan penting. Mikroarray juga digunakan dalam penelitian untuk memvalidasi hasil sekuensing.

Teknologi ini sudah matang dan tersedia secara luas. Namun, teknologi ini membutuhkan desain eksperimen dan analisis data yang cermat. Eksperimen microarray dapat menghasilkan data yang lebih banyak daripada yang dapat diinterpretasikan oleh satu laboratorium, itulah mengapa bioinformatika sangat penting.