Mikroreaktorius yra labai mažo masto įrenginys, kuriame gali vykti cheminės reakcijos. Paprastai jo ilgis ir plotis yra mažesnis nei colis (2.54 cm), o storis galbūt mažesnis nei viena šešioliktoji colio (1.56 mm), nors matmenys skiriasi. Paprastai jis turi įvesties ir išvesties vamzdelius su mažyčiais kanalais arba kameromis viduje, kuriose vyksta reakcijos. Paprastai reagentai ir produktas yra skysčiai – skysčiai arba dujos – kurie gali būti įvedami naudojant mažyčius siurblius arba elektroosmosą. Nuo 2011 m. mikroreaktoriai naudojami tik eksperimentiniams ir prototipų kūrimo tikslams, tačiau yra reali perspektyva juos panaudoti daug masinei naudingų cheminių medžiagų gamybai.
Įrenginys paprastai sukonstruotas išgraviruojant mažyčius kanalus ant tinkamos medžiagos, panašiai kaip ir gaminant integrinius grandynus. Jie gali būti pagaminti iš silicio plokštelių, stiklo, metalo ar keraminių medžiagų. Kanalai negali būti platesni už žmogaus plauką. ėsdinimas gali būti atliekamas lazeriu, elektros išlydžiu arba cheminėmis priemonėmis. Dažnai mikroreaktorius yra pagamintas iš dviejų kartu suspaustų išgraviruotų plokščių.
Mikroreaktoriai turi keletą reikšmingų pranašumų, palyginti su tradicinėmis, didesnio masto cheminių reakcijų vykdymo priemonėmis. Didelis paviršiaus ploto ir tūrio santykis leidžia reakcijoms vykti greičiau ir dažnai žemesnėje temperatūroje, nei tai įmanoma didesnėmis mastelėmis. Labai egzoterminės reakcijos, kurios paprastai būtų potencialiai pavojingos arba žalingos įrangai, gali būti atliekamos saugiai; bet kokia sukurta šiluma greitai išsisklaido dėl daug mažesnių reagentų tūrių. Sugedus kai kurioms tradicinės chemijos gamyklos dalims, gali išsiskirti didelis kiekis pavojingų cheminių medžiagų arba gali būti visiškai sustabdyta gamyba. Priešingai, gamyklai, sudarytai iš daugybės mikroreaktorių, vienos dalies gedimas neturėtų didelės įtakos.
Paprastai mikroreaktoriai veikia su nuolatiniu reagentų srautu. Nors atskiro mikroreaktoriaus našumas akivaizdžiai labai mažas, vis dėlto jį galima laikyti maža gamykla. Yra galimybė panaudoti labai daug masinės gamybos mikroreaktorių, sukrautų kartu, kad būtų tiekiami ekonomiškai perspektyvūs produktai, ir nagrinėjama daugybė galimybių.
Mikroreaktorių naudojimas organinėje sintezėje yra labai perspektyvi sritis. Jie siūlo greitą reagentų maišymą, greitą reakcijos laiką, didesnę išeigą ir saugų toksiškų ir sprogių junginių tvarkymą. Perėjimas nuo laboratorinės gamybos prie pramoninio lygio nereikalauja jokių procedūrų pakeitimų, kad būtų pasiektas optimalus derlius – tiesiog reikėtų pridėti daugiau mikroreaktorių blokų.
Kitas galimas komercinis panaudojimas yra biodyzelino, alternatyvos iškastiniam kurui, gamyba. Pagal dabartinius gamybos metodus pagrindinės žaliavos – augalinis aliejus ir metanolis – turi būti sumaišyti su katalizatoriumi ir palikti kelioms valandoms, kad baigtųsi reakcija. Biodyzelino mikroreaktoriuje reakcija vyksta beveik betarpiškai ir vėlgi, norint padidinti procesą, kad būtų pagaminti naudingi kiekiai, paprasčiausiai reikėtų sujungti daug mikroreaktorių.
Tačiau yra nemažai problemų, kurias reikia įveikti, norint ekonomiškai didelio masto cheminių medžiagų gamybą naudojant mikroreaktorius. Vienas iš jų yra sienos efektas: reagentai ir produktai linkę prilipti prie reakcijos kameros sienelių. Paprastai tai yra nereikšminga tradicinėje cheminėje gamyboje naudojant didelius reakcijos indus, tačiau mikro mastu gali būti prarasta didelė dalis galimos išeigos. Kita problema yra ta, kad mikroreaktoriuje sunku atlikti reakcijas, kuriose dalyvauja kietosios medžiagos, kaip reagentai arba produktai, nes jos linkusios užkimšti kanalus.