En mikroarray er en brikke dekket med tusenvis av bittesmå flekker med DNA eller protein. Hver flekk tilsvarer et spesifikt gen eller protein. Når en prøve påføres, binder molekylene i prøven seg til sine komplementære flekker. Mengden binding måles, noe som gir et øyeblikksbilde av genuttrykk eller proteinnivåer på tvers av tusenvis av mål samtidig. Teknologien var en revolusjon da den dukket opp på slutten av 1990-tallet.

Den vanligste typen er DNA-mikroarray. Den kan måle uttrykket av hvert gen i et genom i et enkelt eksperiment. Den kan også oppdage genetiske variasjoner, som enkeltnukleotidpolymorfismer, og endringer i kopitall. Proteinmikroarrayer måler proteinnivåer og interaksjoner. Vevsmikroarrayer lar patologer analysere mange vevsprøver på ett lysbilde.

Mikroarrayer har i stor grad blitt erstattet av RNA-sekvensering for genuttrykksstudier, fordi sekvensering er mer sensitivt og kan oppdage nye transkripter. Men mikroarrayer er fortsatt nyttige for genotyping med høy gjennomstrømning, klinisk diagnostikk og applikasjoner der kostnader spiller en rolle. De brukes også i forskning for å validere sekvenseringsresultater.

Teknologien er moden og allment tilgjengelig. Den krever nøye eksperimentell design og dataanalyse. Et mikroarray-eksperiment kan generere mer data enn et enkelt laboratorium kan tolke, og derfor er bioinformatikk viktig.