Mikrokontroler je integrirani čip koji je često dio ugrađenog sustava. Uključuje CPU, RAM, ROM, I/O portove i mjerače vremena poput standardnog računala, ali budući da su dizajnirani za izvršavanje samo jednog specifičnog zadatka za kontrolu jednog sustava, mnogo su manji i pojednostavljeni tako da mogu uključivati sve funkcije potrebne na jednom čipu. Za razliku od mikroprocesora, koji je čip opće namjene koji se koristi za stvaranje višenamjenskog računala ili uređaja i koji zahtijeva više čipova za rukovanje raznim zadacima, ovaj je uređaj namijenjen da bude samostalniji i neovisniji, te funkcionira kao maleni, namjenski Računalo.
Velika prednost mikrokontrolera, za razliku od korištenja većih mikroprocesora, je da se broj dijelova i troškovi dizajna nadziranog predmeta mogu svesti na minimum. Obično su dizajnirani korištenjem komplementarne tehnologije metal-oksidnih poluvodiča (CMOS), učinkovite tehnike izrade koja koristi manje energije i otpornija je na skokove snage od drugih tehnika. Također se koristi više arhitektura, ali prevladavajuća arhitektura je Complex Instruction Set Computer (CISC), koja omogućuje da čip sadrži više kontrolnih instrukcija koje se mogu izvršiti s jednom makro instrukcijom. Neki koriste arhitekturu računala s smanjenim skupom uputa (RISC), koja implementira manje instrukcija, ali pruža veću jednostavnost i manju potrošnju energije.
Rani kontroleri su obično građeni od logičkih komponenti i obično su bili prilično veliki. Kasnije su korišteni mikroprocesori, a kontroleri su se mogli ugraditi na ploču. Mikrokontroleri sada postavljaju sve potrebne komponente na jedan čip. Budući da kontroliraju jednu funkciju, neki složeni uređaji sadrže nekoliko.
Ovi su čipovi postali uobičajeni u mnogim područjima, a mogu se naći u kućanskim aparatima, računalnoj opremi i instrumentima. Imaju i mnoge industrijske namjene, a postali su središnji dio industrijske robotike. Budući da se obično koriste za kontrolu jednog procesa i izvršavanje jednostavnih instrukcija, ne zahtijevaju značajnu procesorsku snagu.
Automobilsko tržište bilo je glavni pokretač mikrokontrolera, od kojih su mnogi razvijeni za automobilske aplikacije. Budući da moraju izdržati teške uvjete okoline, moraju biti vrlo pouzdani i izdržljivi. Ipak, kao i njihovi kolege, čipovi koji se koriste u automobilima vrlo su jeftini i mogu isporučiti snažne značajke koje bi inače bile nemoguće ili preskupe za implementaciju.