Termin „mikrospawanie” odnosi się do precyzyjnego umieszczania metali łączących i zastosowania energii do formowania spoin o szerokości mniejszej niż 100 mikrometrów. Zwykle wykonywany pod mikroskopem w celu zapewnienia dokładności, rzeczywisty proces spawania w niektórych przypadkach dokładnie naśladuje normalne spawanie, po prostu na znacznie mniejszą skalę. W większości zastosowań przemysłowych na dużą skalę mikrospawanie jest zautomatyzowane i wymaga niewielkich umiejętności ze strony operatora, ale niektóre specjalne lub nieregularne spoiny wymagają wysoko wyszkolonego technika z bardzo pewną ręką. Ponieważ jest to tak dokładny, skomplikowany proces angażujący specjalistyczne narzędzia, większość prac zlecana jest specjalistom.
Najbardziej podstawową metodą jest mikrospawanie oporowe, stosowane do łączenia płaskich blach z różnych metali. Dwie płyty są lekko zachodzące na siebie, a elektrody spawalnicze są umieszczone po obu stronach zakładki. Prąd elektryczny jest doprowadzany do podgrzania metalu do stanu stopionego, a elektrody kierują ten prąd od jednej do drugiej przez zakładkę. Gdy metal stygnie, łączy się, tworząc trwałe wiązanie. Metodę wytrzymałościową stosuje się do łączenia maleńkich szwów, w których połączenie musi być idealnie płaskie, na przykład w implantach medycznych.
Spawanie mikrobłyskowe jest stosowane w przypadku maleńkich połączeń doczołowych, takich jak druty lub biżuteria, i odbywa się poprzez podgrzanie końca każdego elementu prądem elektrycznym i zaciśnięcie ich razem. Proces wytwarza stromy gradient temperatury wzdłuż osi elementu, dzięki czemu umożliwia łączenie szerokiej gamy materiałów i kształtów bez deformacji. Najbardziej wszechstronna ze wszystkich operacji mikrospawania, wytwarza iskry, więc nie nadaje się do materiałów palnych lub wrażliwych na temperaturę.
Mikrospawanie łukowe służy do łączenia dwóch części o dowolnym kształcie, zwykle za pomocą materiału wypełniającego, który jest umieszczany wzdłuż miejsca spawania, aby działał jak klej. Prąd elektryczny jest doprowadzany do elektrody prowadzonej wzdłuż miejsca spawania, która podgrzewa metal podstawowy i metal spoiwa, aż zmieszają się, tworząc nowy metal. Gdy miejsce się ochładza, części i wypełniacz są nierozerwalnie połączone. Ta metoda służy do wykonywania precyzyjnych napraw w metalowych formach i narzędziach, zwłaszcza gdy elementy są wykruszone lub zużyte i wymagają odbudowy.
Mikrospawanie laserowe jest zwykle stosowane w zautomatyzowanych warunkach przemysłowych. Laser może być kontrolowany tak ściśle, jak to konieczne, i może docierać do niewygodnych miejsc, których nie są w stanie wykonać inne metody spawania, niemal natychmiast nagrzewając metal i nie wymagając żadnego wypełniacza ani nacisku, aby za każdym razem stworzyć idealne połączenie. Metodę laserową można również stosować do grawerowania metali, chociaż błyszczące powierzchnie mogą wymagać wstępnej obróbki, aby uniknąć odbijania światła laserowego.