Mikroreaktor je uređaj vrlo malih razmjera u kojem se mogu odvijati kemijske reakcije. Obično je manje od inča (2.54 cm) u dužinu i širinu i možda manje od jedne šesnaestine inča (1.56 mm) u debljinu, iako se dimenzije razlikuju. Obično će imati ulazne i izlazne cijevi, s malim kanalima ili komorama unutar, u kojima se odvijaju reakcije. Obično su reaktanti i proizvod tekućine — tekućine ili plinovi — koji se mogu uvesti pomoću sićušnih pumpi ili elektro-osmoze. Od 2011. godine mikroreaktori se koriste samo u eksperimentalne svrhe i svrhe izrade prototipa, ali postoji realna perspektiva da ih se u velikom broju koristi za masovnu proizvodnju korisnih kemikalija.
Uređaj je obično konstruiran urezivanjem sićušnih kanala na odgovarajući materijal na sličan način kao i proizvodnja integriranih krugova. Mogu se izrađivati od silikonskih pločica, stakla, metala ili keramičkih materijala. Kanali ne smiju biti širi od ljudske kose. Jetkanje se može izvesti laserom, električnim pražnjenjem ili kemijskim putem. Često je mikroreaktor napravljen od dvije urezane ploče koje su spojene u sendvič.
Mikroreaktori nude neke značajne prednosti u odnosu na tradicionalnija, veća sredstva za provođenje kemijskih reakcija. Visok omjer površine i volumena omogućuje da se reakcije odvijaju brže i često na nižoj temperaturi nego što je to moguće na većim razmjerima. Vrlo egzotermne reakcije koje bi inače bile potencijalno opasne ili štetne za opremu mogu se izvesti na siguran način; svaka stvorena toplina brzo se raspršuje zbog mnogo manjih volumena reaktanata. Kvar u nekom dijelu tradicionalnog kemijskog postrojenja mogao bi rezultirati ispuštanjem velikih količina opasnih kemikalija ili potpunom obustavom proizvodnje. Nasuprot tome, postrojenje koje se sastoji od velikog niza mikroreaktora ne bi bilo značajno pogođeno kvarom jednog dijela.
Mikroreaktori obično rade s kontinuiranim protokom reaktanata. Iako je brzina izlaza iz pojedinačnog mikroreaktora očito vrlo mala, ipak se može smatrati malom tvornicom. Postoji potencijal za korištenje vrlo velikog broja masovno proizvedenih mikroreaktora koji su složeni zajedno kako bi se dobili proizvodi u ekonomski isplativim razmjerima, a istražuje se niz mogućnosti.
Upotreba mikroreaktora u organskoj sintezi jedno je vrlo obećavajuće područje. Nude brzo miješanje reaktanata, brzo vrijeme reakcije, povećane prinose i sigurno rukovanje otrovnim i eksplozivnim spojevima. Povećanje s laboratorijske na industrijsku razinu proizvodnje ne uključuje nikakve promjene u postupcima za postizanje optimalnih prinosa – jednostavno bi se radilo o dodavanju više mikroreaktorskih jedinica.
Druga potencijalna komercijalna upotreba je u proizvodnji biodizela, alternative fosilnim gorivima. Trenutne metode proizvodnje zahtijevaju da se glavne sirovine, biljno ulje i metanol, pomiješaju s katalizatorom i ostave nekoliko sati kako bi se reakcija završila. U mikroreaktoru za biodizel, reakcija je gotovo trenutna i, opet, povećanje procesa kako bi se proizvele korisne količine jednostavno bi uključivalo kombiniranje velikog broja mikroreaktora.
Međutim, postoji niz problema koje je potrebno prevladati kako bi se postigla ekonomična proizvodnja kemikalija velikih razmjera korištenjem mikroreaktora. Jedan od njih je učinak stijenke: reaktanti i produkti imaju tendenciju da se prianjaju za stijenke reakcijske komore. To je općenito beznačajno za tradicionalnu kemijsku proizvodnju koja koristi velike reakcijske posude, ali na mikro-razmjeru može se izgubiti značajan udio potencijalnog prinosa. Drugi je problem što je teško izvesti reakcije koje uključuju krute tvari, bilo kao reaktante ili kao produkte, u mikroreaktoru jer one imaju tendenciju začepljenja kanala.