سیستم‌های میکروالکترومکانیکی یا MEMS، ابزارها و ساختارهای الکترونیکی-مکانیکی‌ای هستند که با کمک تکنولوژی‌های جدید، در مقیاس میکرو ساخته می‌شوند.

ابعاد سیستم‌های میکروالکترومکانیکی یا MEMS طیف گسترده‌ای را در بر می‌گیرد، از ابعادی کوچک‌تر از یک میکرومتر که قابل رویت با چشم نیستند، تا ابعاد میلی متر و سانتی متر را به خود اختصاص می دهند. همچنین نوع این سیستم‌ها می‌تواند در حالتی ساده، ابزاری بدون قطعه‌ی متحرک، و یا در حالت‌های پیچیده، دارای اجزاء متحرک متعددی باشد که با سیستم‌های کنترل الکترونیکی هدایت می‌شوند.

اگرچه چهار زیر مجموعه اصلی سیستم‌های میکروالکترومکانیکی، شامل میکرو ساختارها، میکروسنسورها، میکروعملگرها و میکروالکترونیک است، مهم‌ترین و شاید جذاب‌ترین آن‌ها میان جوامع علمی، میکروسنسورها و میکروعملگرها می‌باشند. میکروسنسورها و میکروعملگرها از جنبه‌ای دیگر، در مجموعه‌ای دیگر تحت عنوان مبدل­های الکترونیکی قرار می‌گیرند، که عبارتنداز ابزارهایی که انرژیی را از حالتی به حالتی دیگر تبدیل می‌کنند. به عنوان مثال، میکروسنسورها ابزارهایی هستند که سیگنال‌های مکانیکی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می‌کنند.

در طول دهه‌های گذشته محققین بسیاری روی میکروسنسورها مطالعه کرده و این تکنولوژی را برای کاربردهای متعددی همچون حسگرهای حرارت، فشار، نیرو، گونه‌های شیمیایی، میدان‌های مغناطیسی و تشعشعی توسعه دادند. نکته‌ی جالب این است که این ابزارها همواره برخلاف مقیاس کوچکشان، بازدهی خوبی را از خود نشان داده‌اند. قابل تامل است که در صورت تولید این سیستم‌ها در چرخه‌های صنعتی، قیمت تمام شده‌ی آن‌ها نیز تا حد زیادی کاهش خواهد یافت. بنابراین، با چنین رویه‌ای دسترسی به میکروسیستم هایی با بازدهی بالا و قیمت مناسب به راحتی امکان پذیر خواهد بود. تعجب برانگیز نیست که میکروسنسورهای سیلیکونی، به خاطر داشتن چنین مزایایی، به سرعت تولید و گسترش یافتند.

در سال‌های اخیر، تحقیقات روی سیستم‌های میکروالکترومکانیکی منجر به توسعه‌ی میکروعملگرهایی همچون میکروشیرهای صنعتی (که برای کنترل جریان گازها یا مایعات بکار برده می‌شوند)، میکروسوئیچ های نوری (که برای انعکاس یا تنظیم پرتوهای نوری به کار برده می‌شوند)، میکروپمپها (که برای تولید فشار مثبت سیال بکار برده می‌شوند)، میکروباله ها (که برای تنظیم خطوط جریان سیال روی ایرفویل ها بکار برده می‌شوند)، و بسیاری دیگر گردیده است.

نکته بسیار جالب در مورد این میکروعملگرها این است که برخلاف ابعاد کوچکشان، می‌توانند بیش از آنچه که ابعادشان ایجاب می‌کنند بازدهی از خود نشان دهند. به عنوان مثال محققین نشان داده‌اند که با قرار دادن میکروعملگرهایی روی ایرفویل یک هواپیما، می‌توان هدایت مسیر هواپیما را تنها با کنترل این میکروعملگرها، در دست گرفت.

پتاسیل واقعی سیستم میکروالکترومکانیکی وقتی بروز پیدا می‌کند که این میکروسنسورها، میکرعملگرها و میکروساختارها روی یک صفحه‌ی سیلیکونی با یکدیگر ترکیب شده و به یک مدار الکترونیکی متصل می‌شوند. برداشت کننده‌های انرژی الکتریکی نمونه‌ای شناخته شده از این سیستم‌های ترکیبی است.