Το MEMS σημαίνει Micro Electro-Mechanical Systems, που αναφέρεται σε λειτουργικά συστήματα μηχανών με εξαρτήματα μετρημένα σε μικρόμετρα. Το MEMS συχνά θεωρείται ως το σκαλοπάτι μεταξύ των συμβατικών μηχανημάτων μακροκλίμακας και της φουτουριστικής νανομηχανής. Οι πρόδρομοι MEMS υπάρχουν εδώ και λίγο καιρό με τη μορφή μικροηλεκτρονικής, αλλά αυτά τα συστήματα είναι καθαρά ηλεκτρονικά, ανίκανα να επεξεργαστούν ή να εξάγουν οτιδήποτε άλλο εκτός από μια σειρά ηλεκτρικών παλμών. Ωστόσο, οι σύγχρονες τεχνικές κατασκευής MEMS βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στην ίδια τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, δηλαδή σε τεχνικές εναπόθεσης φιλμ που χρησιμοποιούν φωτολιθογραφία.
Θεωρούμενη σε μεγάλο βαθμό τεχνολογία ευνοϊκής λειτουργίας παρά αυτοσκοπός, η κατασκευή του MEMS θεωρείται από τους μηχανικούς και τους τεχνολόγους ως μια άλλη ευπρόσδεκτη πρόοδος στην ικανότητά μας να συνθέτουμε ένα ευρύτερο φάσμα φυσικών δομών που έχουν σχεδιαστεί για την εκτέλεση χρήσιμων εργασιών. Συχνότερα αναφέρεται σε συνδυασμό με το MEMS η ιδέα ενός «εργαστηρίου σε τσιπ», μιας συσκευής που επεξεργάζεται μικροσκοπικά δείγματα μιας χημικής ουσίας και επιστρέφει χρήσιμα αποτελέσματα. Αυτό θα μπορούσε να αποδειχθεί αρκετά επαναστατικό στον τομέα της ιατρικής διάγνωσης, όπου η εργαστηριακή ανάλυση έχει ως αποτέλεσμα πρόσθετο κόστος για την ιατρική κάλυψη, καθυστερήσεις στη διάγνωση και άβολα έγγραφα.
Τα MEMS κατασκευάζονται με έναν από τους δύο τρόπους: είτε μέσω μικροκατεργασίας επιφάνειας, κατά την οποία διαδοχικές στρώσεις υλικού εναποτίθενται σε μια επιφάνεια και στη συνέχεια χαράσσονται σε σχήμα, είτε μέσω μικροκατεργασίας χύδην, όπου το ίδιο το υπόστρωμα χαράσσεται για να παραχθεί ένα τελικό προϊόν. Η επιφανειακή μικρομηχανική είναι πιο συνηθισμένη επειδή βασίζεται στην πρόοδο των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Μοναδικές στο MEMS, οι τεχνικές εναπόθεσης μερικές φορές αφήνουν πίσω τους «θυσιαστικά στρώματα», στρώματα υλικού που προορίζονται να διαλυθούν και να ξεπλυθούν στο τέλος της διαδικασίας κατασκευής, αφήνοντας μια υπολειπόμενη δομή. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει σε μια συσκευή MEMS να έχει πολύπλοκη δομή σε 3 διαστάσεις. Έχουν κατασκευαστεί διάφορα γρανάζια μικροκλίμακας, αντλίες, αισθητήρες, σωλήνες και ενεργοποιητές και μερικά από αυτά έχουν ήδη ενσωματωθεί σε καθημερινά εμπορικά προϊόντα.
Παραδείγματα σύγχρονης χρήσης MEMS περιλαμβάνουν εκτυπωτές inkjet, επιταχυνσιόμετρα σε αυτοκίνητα, αισθητήρες πίεσης, οπτικά υψηλής ακρίβειας, μικρορευστήματα, παρακολούθηση μεμονωμένων νευρώνων, συστήματα ελέγχου και μικροσκοπία. Επί του παρόντος δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως ένα παραγωγικό σύστημα μηχανών μικροκλίμακα στην τάξη των παραγωγικών γραμμών συναρμολόγησης μακροκλίμακας, αλλά φαίνεται ότι η εφεύρεση μιας τέτοιας συσκευής είναι μόνο θέμα χρόνου. Η προοπτική κατασκευής με MEMS είναι συναρπαστική, επειδή οι συστοιχίες τέτοιων συστημάτων που λειτουργούν σε εφαπτομένη θα μπορούσαν να είναι σημαντικά πιο παραγωγικές από τα συστήματα μακροκλίμακας που καταλαμβάνουν τον ίδιο όγκο και καταναλώνουν την ίδια ποσότητα ενέργειας. Ένας σημαντικός περιορισμός, ωστόσο, θα ήταν ότι τα προϊόντα μακροκλίμακας που κατασκευάζονται από συστήματα μηχανών μικροκλίμακας θα πρέπει να αποτελούνται κυρίως από προκατασκευασμένα δομικά στοιχεία μικροκλίμακας.