Ένας κινητήρας μικροελεγκτή είναι συνήθως ένας ηλεκτρικός κινητήρας που κινείται από έναν μικροελεγκτή, ο οποίος είναι συνήθως ένας υπολογιστής πλακέτας κυκλώματος με μικροεπεξεργαστή, μνήμη και στοιχεία διασύνδεσης. Μαζί με τον υπολογιστή μιας πλακέτας, ο κινητήρας μικροελεγκτή χρησιμοποιείται σε τυπικά και ενσωματωμένα συστήματα. Εκτός από τον κινητήρα μικροελεγκτή, άλλες συσκευές που μπορούν να ελεγχθούν από έναν μικροελεγκτή περιλαμβάνουν ενεργοποιητές ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, βαλβίδες και ρελέ. Ένας υπολογιστής με μία πλακέτα είναι πολύ κοινός σε πολλές εφαρμογές που απαιτούν μικρό έως μεσαίο βαθμό αυτοματισμού.
Ένας ενσωματωμένος υπολογιστής μονής πλακέτας ταιριάζει καλύτερα σε εφαρμογές που δεν απαιτούν εκτεταμένο έλεγχο υπολογιστή. Παραδείγματα ενσωματωμένων συστημάτων περιλαμβάνουν συσκευές προστασίας και ασφάλειας. Υπάρχει απεριόριστο δυναμικό στην εφαρμογή λύσεων ενσωματωμένων συστημάτων σε υπάρχοντα συστήματα και προϊόντα. Σε κάθε περίπτωση όπου μια μορφή τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να βοηθήσει, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ενσωματωμένοι υπολογιστές με μία πλακέτα. Πολλοί υπολογιστές με μία πλακέτα έχουν ήδη αναπτυχθεί σε όλα τα είδη gadget και οικιακές συσκευές.
Ο κινητήρας μικροελεγκτή είναι ένα δημοφιλές έργο για χομπίστες και λάτρεις, επειδή η σχετική μηχανική κίνηση καθιστά εύκολη την εκτίμηση της αλληλεπίδρασης υπολογιστή-μηχανής. Ένας κινητήρας μικροελεγκτή μπορεί να είναι είτε ένας τυπικός κινητήρας συνεχούς περιστροφής συνεχούς ρεύματος (DC) είτε ένας βηματικός κινητήρας. Οι βηματικοί κινητήρες, οι οποίοι είναι κινητήρες διακριτής γωνιακής μετατόπισης που περιστρέφονται μια συγκεκριμένη γωνία κάθε φορά, είναι χρήσιμοι για μηχανισμούς τοποθέτησης, όπως σε εκτυπωτές και σαρωτές.
Τα ρομποτικά έργα χρησιμοποιούν συνήθως έναν κινητήρα μικροελεγκτή. Τα έργα Arduino™, τα οποία είναι υπολογιστές με μία πλακέτα που διαθέτουν ξεχωριστά εξαρτήματα και πλακέτες, μπορούν να παραδοθούν πλήρως συναρμολογημένα. Οι περισσότεροι άνθρωποι χρησιμοποιούν γλώσσες προγραμματισμού, όπως ο Συμβολικός κώδικας εντολών για αρχάριους γενικής χρήσης (BASIC) ή η Java™, για να εκτελέσουν απλές έως μέτριες πολύπλοκες λειτουργίες. Ο ελεγκτής περιφερειακής διεπαφής (PIC) είναι ένας μικροελεγκτής που χρησιμοποιεί λιγότερες εντολές στο σύνολο εντολών του και είναι επίσης γνωστός ως μικροελεγκτής υπολογιστή μειωμένου συνόλου εντολών (RISC).
Ένα κοινό εξάρτημα του μικροελεγκτή είναι ο μικροεπεξεργαστής, ο οποίος αποτελείται από καταχωρητές ή αποθήκευση μιας λέξης 8, 16 ή 32 bit. Ενώ ο μικροεπεξεργαστής έχει έναν εσωτερικό δίαυλο δεδομένων που διασυνδέει όλους τους καταχωρητές, ένας εξωτερικός δίαυλος δεδομένων τον διασυνδέει με πτητική και μη πτητική μνήμη, όπως μνήμη ανάγνωσης/εγγραφής τυχαίας πρόσβασης (RAM) και μνήμη τυχαίας πρόσβασης μόνο για ανάγνωση (RA -ROM). Οι μικροεπεξεργαστές μαζικής παραγωγής έχουν ένα προκαθορισμένο σύνολο εντολών. Το κύκλωμα ρολογιού του επεξεργαστή λαμβάνει τακτικά μια νέα εντολή από μια τοποθεσία με βάση την προηγούμενη οδηγία. Εάν η προηγούμενη εντολή ήταν εντολή μετάβασης, η επόμενη διεύθυνση στη μνήμη που θα εκτελεστεί εξαρτάται από τα προηγούμενα ορίσματα.