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微流控芯片技术（Microfluidics），也称为微电动机械系统（MEMS）、微型全分析系统（Miniaturized total analysis systems，uTAS），或形象地称为芯片实验室（Lab on a Chip）。微流控芯片是以微型化、集成化和自动化为技术特点，着眼于在极其微小（微升、纳升甚至皮升）的反应体系内，进行生物、化学等反应过程，从而实现在宏观条件下难以完成的科学任务。微流控芯片技术不属于基础学科，其本质上属于工程学或机械加工范畴。作为一种交叉学科的综合研究平台，微流控芯片的最主要应用方向是其本身作为一个载体或系统平台，将不同学科的常规技术方法微缩后“搬移”到芯片内来实现，这样就能减少这些常规方法的试剂、样本或其他材料的消耗量，降低成本，提高分析速度，将多步骤技术方法集成整合在同一块芯片上，增加便携性和实用性。
微流控技术诞生于在20世纪90年代初，由Manz在博士后期进行早期芯片电泳研究时，作为一种毛细管制造的方法而首次提出的。1994年首届u-TAS微全分析系统大会在荷兰召开，明确了该技术作为一个重要的独立科学方向。由于微流控技术在发展初期就显示出巨大的实用化发展前景，次年，首个从事芯片商业化开发的全美Caliper公司成立，开始了微流控技术的产业化初期探索。到了1999年，由Caliper公司开发的首台商业化芯片系统进入生产阶段，不过，受限于当时的技术水平，芯片的结构非常简单，只是单纯地将常规的技术方法微缩到芯片上来，使用领域极其有限。20世纪90年代制作微流控芯片的材料通常是硅和玻璃，加工难度较高，成本也高，不利于高精度结构的构建和大范围普及应用。2000年，随着弹性聚二甲基硅氧烷材料（PDMS）的应用，芯片的制作成本大大降低，即使是在非常简陋的实验室条件下，也可以轻易地制作含有精密结构的芯片。PDMS材料具有多孔结构，可以透水透气，是非常理想的生物相容性材料，因此微流控芯片不再局限于常规化学领域，开始成为生物学研究的新平台。同年，PDMS芯片内的微阀门和微泵研制成功，这些利用薄层PDMS制作的微阀门和泵结构可以在芯片内部实现复杂的操作、控制，例如对芯片管道进行开启和关闭以及对芯片内液体的运动进行操控，至此微流控芯片正式开始了面向高精度、高集成度和自动化控制的发展阶段。2002年，美国Quake教授在Science发表题为“大规模集成微流控芯片”的论文，通过将数十个反应单元以大规模阵列的方式集成到一块小小的芯片上，其展现的令人惊叹的微芯片技术将全世界科学家的目光都聚焦在一起。这一年，世界各地涉及传统化学、材料学、机械制造和生命科学等行业的学者，纷纷将自己的研究同芯片技术相结合，微流控芯片技术迎来了爆发式的加速发展。本书主编在博士和博士后期间，曾在Quake教授的实验室工作，因此主编本人深受Quake芯片研究风格的影响，即注重高通量、大规模集成以及便携式现场诊断应用。2004年，Business 2.0杂志将微流控芯片技术与互联网技术、太阳能发电技术等齐名，称为“改变未来的七种技术之一”，可见该技术的影响力之大。两年后Nature杂志推出芯片实验室专辑，将其称为“21世纪的技术”。在2012年左右，商业化成熟的芯片系统纷纷上市，富鲁达公司开发的基于微液滴droplet单细胞检测的芯片系统首先进入中国市场。虽然该系统销售并不理想，2015年只卖出约40套，但标志着微流控技术的成熟和商业化应用潜力。国内公司企业也纷纷抢占这块新的技术高地，相继投入巨资进行微流控芯片的开发。其中影响力较大的有北京博奥公司，是我国最早进行微流控技术商业化开发的公司，其开发的旋转式恒温核酸扩增（LAMP）快速芯片诊断系统可以在数十分钟内对数十种临床病原微生物进行自动化快速检出。还有基于电阻抗分析的精子活力测定芯片、循环式核酸杂交芯片等一系列产品，得到了国内外的认可。
在针对微流控技术的科研领域，最早由方肇伦院士于20世纪90年代将此技术引入我国，成立了主要基于芯片毛细管电泳的微流控芯片研究室，即现在东北大学分析科学研究中心的早期重要组成部分，标志着我国微流控芯片之路的起始。随后，在中科院大连化学物理研究所的秦建华教授和林炳承教授等科学工作者的推动下，我国微流控技术开始了突飞猛进的发展。可以说该技术在国内的发展是与世界最高水平同步进行的，陆续取得了一大批世界先进水平的相关成果。2006年，我国在此领域发表的相关SCI论文就已经居于全球第二位。时至今日，不论是在论文数量、专利数量还是从事此领域的科学家数量方面，我国均超过了大部分发达国家，产出的成绩也居于世界前列。目前国内在微流控技术领域影响较大的科研单位主要有中科院大连化学物理研究所、东北大学、清华大学、浙江大学、复旦大学和大连理工大学等。在研究领域的侧重上，东北地区的研究单位多利用微流控技术进行化学分析与合成、微液滴（Droplet）、芯片模拟器官和微流体动力学等方面的研究；华东地区的研究者则多集中于芯片现场快检、高通量芯片开发、毛细管和单细胞分析等。经过十余年的发展，这些科研单位已经培养出了新一代年轻硕士、博士和博士后，也都进入全国各大高校或研究院，继续微流控芯片的研究工作，将该技术与环境学、光电物理学、力学、生命医药等其他领域的技术相结合，充分发挥微流控芯片的技术优势，逐渐攻克技术难点，已经取得了大量的研究成果。