Een microfluïdisch apparaat verplaatst minuscule hoeveelheden vloeistof door kanaaltjes kleiner dan een millimeter. Een druppel bloed, een paar cellen, een picoliter reagens. De schaal is klein, maar de voordelen zijn groot. Minder monster, minder reagens, snellere reacties en nauwkeurige controle. Microfluïdische technologie vormt de infrastructuur van lab-on-a-chip-apparaten en is een groeiend vakgebied op zich.

De natuurkunde op kleine schaal is anders. Laminaire stroming domineert, wat betekent dat vloeistoffen in parallelle lagen bewegen zonder turbulentie. Diffusie is snel omdat de afstanden kort zijn. Oppervlaktespanning speelt een belangrijke rol. Elektrokinetica maakt het mogelijk vloeistoffen te verplaatsen zonder pompen. Deze eigenschappen maken nauwkeurige controle en nieuwe toepassingen mogelijk. Druppelmicrofluidica genereert bijvoorbeeld duizenden uniforme druppels per seconde voor high-throughput screening.

Microfluidica wordt gebruikt in de diagnostiek, waar een druppel bloed kan worden geanalyseerd op meerdere markers. Het wordt gebruikt bij DNA-sequencing, waar microfluidische chips bibliotheken voorbereiden en DNA vermenigvuldigen. Het wordt gebruikt bij de ontwikkeling van geneesmiddelen, waar cellen op een chip worden gekweekt en getest. Het wordt gebruikt in organ-on-a-chip-apparaten die menselijk weefsel modelleren. Het wordt gebruikt in de chemie, waar reacties in druppels worden uitgevoerd.

Het vakgebied is interdisciplinair en combineert techniek, natuurkunde, scheikunde en biologie. De apparaten worden vaak gemaakt van polydimethylsiloxaan, een flexibel polymeer, met behulp van zachte lithografie. De technologie is nog in ontwikkeling, maar het potentieel ervan is groot.