该技术始于20世纪70年代，已在化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程等领域得到广泛应用。因具有微型化、集成化等特征，微流控装置通常被称为微流控芯片，其通道可通过微加工技术在基底（如硅、石英、高分子聚合物等）材料上构建而成。Y型（图a是最简单的Y型微流控芯片的示意图）的两端为不同液体的进液口，采用微型注射泵驱动液体流动，在Y型交叉点汇合，尾端（收集口）流出，形成微流体系统。

微流控的重要特征之一是微尺度环境下独特的流体性质，如层流和液滴等。借助这些独特的流体现象，微流控可以实现一系列常规方法所难以完成的微加工和微操作，从技术层面提供了在空间和时间尺度上集中控制微流体的能力。例如，当互溶的两相流体通入微通道时，利用流体在微流控芯片通道内的层流特性，可以实现材料、化学环境和细胞在微通道中的有序排布。在层流情况下，微尺度下的传质形式主要为扩散，由于扩散速率与分子自身的特性有关，利用分子在微通道中的不同扩散距离可以将不同的分子进行分离。此外，通过在微流控通道中制作特殊结构，可以加快传质过程和液体的混合（图b）。而当两相不互溶的液体（油和水）在微流控通道中流动时，在液/液界面张力和剪切力的作用下，其中一相流体会形成高度均一的间断流，即液滴（图c）。相比于传统的液滴制备方法，微流控技术能够以非常高的通量制备高度单分散性的液滴乳液，且通过精密的通道设计，可以实现复杂多级乳液液滴的批量制备。

Y型微流控芯片示意图以及呈现的流体性质

微流控技术具有样品消耗少、检测速度快、操作简便、多功能集成、体积小和便于携带等优点，已在微反应器、便携式检测、尺寸/形状可控材料制备、单细胞实验、颗粒物质/细胞分离等领域得到应用。为弥补细胞静态培养和动物实验真实微环境的差异，将细胞或组织置于精确设计的微流控通道中，构筑了体外模拟组织和器官的“器官芯片”（organs-on-chip），为信号通路、药物筛选、生物毒性评价等系统体外研究提供了良好的平台。