Ένας μικροαντιδραστήρας είναι μια συσκευή πολύ μικρής κλίμακας στην οποία μπορούν να πραγματοποιηθούν χημικές αντιδράσεις. Συνήθως, έχει μήκος και πλάτος μικρότερη από ίντσα (2.54 cm) και ίσως λιγότερο από το ένα δέκατο έκτο της ίντσας (1.56 mm) σε πάχος, αν και οι διαστάσεις ποικίλλουν. Θα έχει κανονικά σωλήνες εισόδου και εξόδου, με μικροσκοπικά κανάλια ή θαλάμους μέσα, στους οποίους λαμβάνουν χώρα οι αντιδράσεις. Συνήθως τα αντιδρώντα και το προϊόν είναι ρευστά — υγρά ή αέρια — τα οποία μπορούν να εισαχθούν χρησιμοποιώντας μικροσκοπικές αντλίες ή ηλεκτροόσμωση. Από το 2011, οι μικροαντιδραστήρες χρησιμοποιούνται μόνο για πειραματικούς και πρωτότυπους σκοπούς, αλλά υπάρχει πραγματική προοπτική να χρησιμοποιηθούν σε μεγάλους αριθμούς για τη μαζική παραγωγή χρήσιμων χημικών ουσιών.
Η συσκευή κατασκευάζεται συνήθως με χάραξη μικροσκοπικών καναλιών σε κατάλληλο υλικό με παρόμοιο τρόπο με την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Μπορούν να κατασκευαστούν από γκοφρέτες πυριτίου, γυαλί, μέταλλο ή κεραμικά υλικά. Τα κανάλια μπορεί να μην είναι ευρύτερα από μια ανθρώπινη τρίχα. Η χάραξη μπορεί να γίνει με λέιζερ, ηλεκτρική εκκένωση ή με χημικά μέσα. Συχνά ο μικροαντιδραστήρας κατασκευάζεται από δύο χαραγμένες πλάκες ενωμένα μεταξύ τους.
Οι μικροαντιδραστήρες προσφέρουν ορισμένα σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των πιο παραδοσιακών, μεγαλύτερης κλίμακας μέσων διεξαγωγής χημικών αντιδράσεων. Η υψηλή αναλογία επιφάνειας προς όγκο επιτρέπει στις αντιδράσεις να εξελίσσονται πιο γρήγορα και συχνά σε χαμηλότερη θερμοκρασία από ό,τι είναι δυνατό σε μεγαλύτερες κλίμακες. Οι εξαιρετικά εξώθερμες αντιδράσεις που κανονικά θα ήταν δυνητικά επικίνδυνες ή επιβλαβείς για τον εξοπλισμό μπορούν να πραγματοποιηθούν με ασφάλεια. οποιαδήποτε θερμότητα που παράγεται διαχέεται γρήγορα λόγω των πολύ μικρότερων όγκων των αντιδρώντων. Μια αστοχία σε κάποιο τμήμα ενός παραδοσιακού χημικού εργοστασίου θα μπορούσε να οδηγήσει στην απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων επικίνδυνων χημικών ουσιών ή στην πλήρη διακοπή της παραγωγής. Αντίθετα, μια μονάδα που αποτελείται από μια μεγάλη σειρά μικροαντιδραστήρες δεν θα επηρεαζόταν σημαντικά από την αστοχία ενός τμήματος.
Συνήθως, οι μικροαντιδραστήρες λειτουργούν με συνεχή ροή αντιδρώντων. Αν και ο ρυθμός παραγωγής από έναν μεμονωμένο μικροαντιδραστήρα είναι προφανώς πολύ μικρός, μπορεί ωστόσο να θεωρηθεί ως ένα μικροσκοπικό εργοστάσιο. Υπάρχει η δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν πολύ μεγάλοι αριθμοί μικροαντιδραστήρων μαζικής παραγωγής στοιβαγμένων μεταξύ τους για την παροχή προϊόντων σε οικονομικά βιώσιμη κλίμακα, και μια σειρά από δυνατότητες βρίσκονται υπό διερεύνηση.
Η χρήση μικροαντιδραστήρων στην οργανική σύνθεση είναι ένας πολλά υποσχόμενος τομέας. Προσφέρουν ταχεία ανάμειξη των αντιδρώντων, γρήγορους χρόνους αντίδρασης, αυξημένες αποδόσεις και ασφαλή χειρισμό τοξικών και εκρηκτικών ενώσεων. Η κλιμάκωση της παραγωγής από εργαστηριακό σε βιομηχανικό επίπεδο δεν συνεπάγεται καμία αλλαγή στις διαδικασίες για την επίτευξη βέλτιστων αποδόσεων — θα ήταν απλώς θέμα προσθήκης περισσότερων μονάδων μικροαντιδραστήρα.
Μια άλλη πιθανή εμπορική χρήση είναι η παραγωγή βιοντίζελ, μια εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα. Οι τρέχουσες μέθοδοι παραγωγής απαιτούν τις κύριες πρώτες ύλες, φυτικό έλαιο και μεθανόλη, να αναμιχθούν με έναν καταλύτη και να αφεθούν για αρκετές ώρες για να ολοκληρωθεί η αντίδραση. Σε έναν μικροαντιδραστήρα βιοντίζελ, η αντίδραση είναι σχεδόν άμεση και, πάλι, η κλιμάκωση της διαδικασίας για την παραγωγή χρήσιμων ποσοτήτων θα συνεπαγόταν απλώς το συνδυασμό ενός μεγάλου αριθμού μικροαντιδραστηρίων.
Ωστόσο, υπάρχει μια σειρά προβλημάτων που πρέπει να ξεπεραστούν για να επιτευχθεί οικονομική μεγάλης κλίμακας παραγωγή χημικών ουσιών με τη χρήση μικροαντιδραστήρων. Ένα από αυτά είναι το φαινόμενο του τοιχώματος: τα αντιδρώντα και τα προϊόντα τείνουν να προσκολλώνται στα τοιχώματα του θαλάμου αντίδρασης. Αυτό είναι γενικά ασήμαντο για την παραδοσιακή χημική κατασκευή που χρησιμοποιεί μεγάλα δοχεία αντίδρασης, αλλά σε μικροκλίμακα, ένα σημαντικό ποσοστό της πιθανής απόδοσης μπορεί να χαθεί. Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι είναι δύσκολο να πραγματοποιηθούν αντιδράσεις που περιλαμβάνουν στερεά, είτε ως αντιδρώντα είτε ως προϊόντα, σε έναν μικροαντιδραστήρα καθώς τείνουν να φράζουν τα κανάλια.