Mikromacierz to chip pokryty tysiącami maleńkich plamek DNA lub białka. Każda plamka odpowiada konkretnemu genowi lub białku. Po nałożeniu próbki cząsteczki w próbce wiążą się z komplementarnymi plamkami. Mierzony jest stopień wiązania, dając obraz ekspresji genów lub poziomów białka w tysiącach celów jednocześnie. Technologia ta była rewolucją, gdy pojawiła się pod koniec lat 90. XX wieku.

Najpopularniejszym typem jest mikromacierz DNA. Pozwala ona na pomiar ekspresji każdego genu w genomie w jednym eksperymencie. Umożliwia również wykrywanie zmienności genetycznych, takich jak polimorfizmy pojedynczych nukleotydów, oraz zmian liczby kopii. Mikromacierze białkowe mierzą poziom białek i interakcje. Mikromacierze tkankowe pozwalają patologom analizować wiele próbek tkanek na jednym szkiełku.

Mikromacierze zostały w dużej mierze zastąpione sekwencjonowaniem RNA w badaniach ekspresji genów, ponieważ sekwencjonowanie jest bardziej czułe i umożliwia wykrywanie nowych transkryptów. Mikromacierze pozostają jednak użyteczne w genotypowaniu wysokoprzepustowym, diagnostyce klinicznej i zastosowaniach, w których koszty mają znaczenie. Są również wykorzystywane w badaniach do walidacji wyników sekwencjonowania.

Technologia ta jest dojrzała i powszechnie dostępna. Wymaga jednak starannego planowania eksperymentów i analizy danych. Eksperyment z mikromacierzą może wygenerować więcej danych, niż jedno laboratorium jest w stanie zinterpretować, dlatego bioinformatyka jest niezbędna.