什么是微流控？微流控就是利用數十到數百微米尺寸的孔道來操控微量液體（10-9~10-18L）流動的系統科學與技術，是一門涉及化學、流體物理、微電子、新材料、生物學和生物醫學工程的新興交叉學科。微流控的重要特征之一是微尺度環境下具有獨特的流體性質，如層流和液滴等。借助這些獨特的流體現象，微流控可以實現一系列常規方法所難以完成的微加工和微操作。目前，微流控被認為在生物醫學研究中具有巨大的發展潛力和廣泛的應用前景。

作為一項技術，微流控似乎好到難以置信：它有太多的優點，但缺點很少（至少在主要的分析應用中是這樣）。但它仍未被廣泛應用。什么原因呢？為何大多數生化實驗室至今仍并未配備“實驗室芯片”？為何醫院并未使用微流控檢測系統來監測病人的病況？芯片與任何遠程的東西交互存在一定問題，更不用說將具有全功能樣品前處理、檢測和微流控技術都集成在同一基質中。由于微流控技術的微小通道及其所需部件，在設計時所遇到的噴射問題，與大尺度的液相色譜相比，更加困難。但我們相信，微流控將成為分子分析（也可能合成）的主要手段：它所展現出來的優勢很吸人眼球。

微流控領域有四個起源：分子分析，生物防御，分子生物學和微電子學。

第一是分析。微流控的遠祖是微分析法——氣相色譜（GPC）、高壓液相色譜（HPLC）和毛細管電泳（CE）——在毛細管形式上是革命性的化學分析方法。這些方法（結合了光學檢測），僅用非常少量樣本，就可能同時獲得高靈敏度和高分辨率。使用這些成功的微分析方法，似乎可以開發新型、更加簡單緊湊、更加多功能化的分析模式，還可以開發其在化學、生物化學上的應用。

第二個推動微流控發展并走向實用的動力是冷戰以后，美國如何應對主要軍事強敵和恐怖威脅。為了應對這些威脅，美國國防部國防高級研究計劃局于上世紀90年代支持了一系列的項目，旨在開發一個可用于檢測化學和生物威脅的現場部署即用微流控系統。該項目是學術領域微流控技術得以迅速發展的主要動力。

第三個發展動力來自于分子生物學。上世紀80年代興起的基因組學探索，隨之其它與分子生物學相關的微分析領域的進步，例如高通量的基因測序，都呼喚比當時已經在生物學上反復研究的方法具有更高通量、更高靈敏度和分辨率的新分析方法的產生。而微流控提供了一條解決這些問題的途徑。

第四個動力來自于微電子學的發展。最初設想是將光刻、硅微電子和微機電系統直接應用于微流控系統。早期的一些微流體研究使用的材料是玻璃和硅，后來更多的使用高分子聚合物。在分析水樣中的生物樣品的時候，硅和玻璃制備的器件，往往不太合適。硅材料價格昂貴，而且不能透過可見光和紫外光，因此不能與傳統的光線檢測方法并用。而使用具有彈性的材料，比使用剛性的材料，更容易制備微分析系統所需要的組件，尤其是泵和閥門。而無論是硅還是玻璃，都不具備研究哺乳動物活細胞所需要的性能，尤其是透氣性。因此，微流控設備的開發并沒有復制硅微電子設備的模式。很多微流體系統的探索性研究是基于聚合物——例如聚二甲基硅氧烷（PDMS）——展開的。它的物理化學性能與硅有本質的區別。PDMS在光學上是透明的，柔軟且具有彈性。無論PDMS，還是工程學材料（例如聚碳酸酯或聚烯烴），誰終將廣泛使用于微流控設備中，還尚未定論。然而，對于PDMS的易用性測試，及其能夠在某些非常有用的組件（例如氣動閥門）上使用，都使它成為早期探索性研究和工程研究關鍵材料。微電子技術確實是微流控技術發展不可或缺的關鍵技術所在。由于硅和玻璃具有機械上的穩定性，在納米流體研究（流體在納米尺寸——理想狀態下小于50 nm）的早期都曾被使用。