Mikroreaktor je naprava zelo majhnega obsega, v kateri lahko potekajo kemične reakcije. Običajno meri manj kot palec (2.54 cm) v dolžino in širino in morda manj kot eno šestnajstino palca (1.56 mm) v debelino, čeprav se dimenzije razlikujejo. Običajno bo imel vhodne in izhodne cevi z majhnimi kanali ali komorami v notranjosti, v katerih potekajo reakcije. Običajno so reaktanti in produkt tekočine – tekočine ali plini –, ki se lahko uvedejo z uporabo majhnih črpalk ali elektroosmoze. Od leta 2011 se mikroreaktorji uporabljajo samo za eksperimentalne namene in namene izdelave prototipov, vendar obstaja resnična možnost, da jih uporabimo v velikem številu za množično proizvodnjo uporabnih kemikalij.
Naprava je običajno izdelana z jedkanjem drobnih kanalov na primeren material na podoben način kot izdelava integriranih vezij. Izdelane so lahko iz silikonskih rezin, stekla, kovine ali keramičnih materialov. Kanali ne smejo biti širši od človeških las. Jedkanje se lahko izvede z laserjem, električnim razelektritvijo ali s kemičnimi sredstvi. Pogosto je mikroreaktor izdelan iz dveh jedkanih plošč, stisnjenih skupaj.
Mikroreaktorji ponujajo nekaj pomembnih prednosti pred bolj tradicionalnimi, večjimi sredstvi za izvajanje kemičnih reakcij. Visoko razmerje med površino in prostornino omogoča, da reakcije potekajo hitreje in pogosto pri nižji temperaturi, kot je to mogoče pri večjih merilih. Zelo eksotermne reakcije, ki bi bile običajno potencialno nevarne ali škodljive za opremo, se lahko izvajajo varno; vsaka ustvarjena toplota se hitro razprši zaradi veliko manjših količin reaktantov. Okvara v nekem delu tradicionalne kemične tovarne bi lahko povzročila sproščanje velikih količin nevarnih kemikalij ali popolno zaustavitev proizvodnje. Nasprotno pa obrat, sestavljen iz velikega niza mikroreaktorjev, ne bi bil bistveno prizadet zaradi okvare enega dela.
Običajno mikroreaktorji delujejo z neprekinjenim tokom reaktantov. Čeprav je stopnja proizvodnje iz posameznega mikroreaktorja očitno zelo majhna, ga kljub temu lahko štejemo za majhno tovarno. Obstaja potencial za uporabo zelo velikega števila množično proizvedenih mikroreaktorjev, ki so združeni, da bi zagotovili izdelke v ekonomsko sprejemljivem obsegu, in številne možnosti so v preiskavi.
Uporaba mikroreaktorjev v organski sintezi je eno zelo obetavno področje. Ponujajo hitro mešanje reaktantov, hitre reakcijske čase, povečane izkoristke in varno ravnanje s strupenimi in eksplozivnimi spojinami. Povečanje proizvodnje z laboratorijske na industrijsko raven ne vključuje nobenih sprememb v postopkih za doseganje optimalnih izkoristkov – preprosto bi bilo treba dodati več mikroreaktorskih enot.
Druga možna komercialna uporaba je v proizvodnji biodizla, ki je alternativa fosilnim gorivom. Trenutne metode proizvodnje zahtevajo, da se glavne surovine, rastlinsko olje in metanol, zmešamo s katalizatorjem in pustimo nekaj ur, da se reakcija zaključi. V mikroreaktorju za biodizel je reakcija skoraj takojšnja in ponovno povečanje procesa za proizvodnjo uporabnih količin bi preprosto vključevalo združevanje velikega števila mikroreaktorjev.
Vendar pa obstajajo številne težave, ki jih je treba premagati, da bi dosegli gospodarno obsežno proizvodnjo kemikalij z uporabo mikroreaktorjev. Eden od teh je učinek stene: reaktanti in produkti se ponavadi oprimejo sten reakcijske komore. To je na splošno nepomembno za tradicionalno kemično proizvodnjo z uporabo velikih reakcijskih posod, vendar se na mikro lestvici lahko izgubi pomemben delež potencialnega donosa. Druga težava je, da je v mikroreaktorju težko izvajati reakcije, ki vključujejo trdne snovi, bodisi kot reaktante bodisi kot produkte, saj se nagibajo k zamašitvi kanalov.