En mikroarray är ett chip täckt med tusentals små fläckar av DNA eller protein. Varje fläck motsvarar en specifik gen eller ett specifikt protein. När ett prov appliceras binder molekylerna i provet till sina komplementära fläckar. Mängden bindning mäts, vilket ger en ögonblicksbild av genuttryck eller proteinnivåer över tusentals mål samtidigt. Tekniken var en revolution när den dök upp i slutet av 1990-talet.

Den vanligaste typen är DNA-mikroarray. Den kan mäta uttrycket av varje gen i ett genom i ett enda experiment. Den kan också detektera genetiska variationer, som polymorfismer i enskilda nukleotider, och förändringar i kopietal. Proteinmikroarrayer mäter proteinnivåer och interaktioner. Vävnadsmikroarrayer gör det möjligt för patologer att analysera många vävnadsprover på ett objektglas.

Mikroarrayer har till stor del ersatts av RNA-sekvensering för genuttrycksstudier, eftersom sekvensering är känsligare och kan detektera nya transkript. Men mikroarrayer är fortfarande användbara för högkapacitetsgenotypning, klinisk diagnostik och tillämpningar där kostnaden är viktig. De används också i forskning för att validera sekvenseringsresultat.

Tekniken är mogen och allmänt tillgänglig. Den kräver noggrann experimentell design och dataanalys. Ett microarray-experiment kan generera mer data än vad ett enskilt laboratorium kan tolka, vilket är anledningen till att bioinformatik är avgörande.