Microsistema (Microsystem, el término europeo habitual), Sistema Microelectromecánico (MEMS, el término estadounidense habitual) y Micromáquina (Micromachine, el término japonés habitual) son tres términos diferentes que se refieren al uso de la moderna tecnología de micro y nanoprocesamiento para integrar en un chip microsensores, microactuadores, microelectrónica, microenergía, circuitos de control y otras unidades microfuncionales, con funciones ópticas, electrónicas, mecánicas, de adquisición de datos y de análisis, La micromáquina es un microsistema inteligente completo con funciones ópticas, electrónicas, mecánicas, de adquisición de datos y de análisis, que se integra en un chip utilizando la moderna tecnología de micro y nanoprocesamiento.

Con las innovaciones y los avances en los campos de la medicina, la biología, la defensa, la protección del medio ambiente, las comunicaciones, la aviación y la industria aeroespacial, existe una búsqueda constante de sistemas y dispositivos de escala cada vez más pequeña, pero de funcionalidad cada vez más sofisticada. La idea visionaria de que la miniaturización es una importante dirección de futuro ya se planteó en 2007, y se previó que la tecnología de fabricación se desarrollaría siguiendo una vía de lo macroscópico a lo microscópico, lo que llevaría a la creación de diversas herramientas de producción en serie a escala microscópica.

Desde la invención del transistor por Badin-Benlet y otros en 1948, se inició la investigación sobre la microfabricación de materiales semiconductores, con el objetivo de integrar más unidades funcionales de electrónica en el área más pequeña posible. El rápido desarrollo de la microelectrónica ha provocado una reducción constante de la escala de los chips de circuitos integrados y ha estimulado la búsqueda de nuevos avances en la tecnología de fabricación en el campo de la producción a microescala, cuando se vio que podían fabricarse simultáneamente millones de piezas diminutas y diestras utilizando la tecnología de fabricación por lotes de chips semiconductores.

Esto condujo a una nueva revolución en la fabricación micromecánica con la producción de prototipos a escala micrométrica de muchos sistemas macromecánicos.

En 1962 se presentó el primer microsensor de presión de silicio, al que siguieron microestructuras como engranajes, bombas de engranajes y turbinas neumáticas de un tamaño comprendido entre 50um y 500um, y en 1987 se desarrollaron micromotores electrostáticos de silicio con diámetros de rotor de 60-120um, lo que demostró el potencial de la utilización de procesos de micromecanizado de silicio para crear minúsculas estructuras móviles y microsistemas compatibles con circuitos integrados, que propiciaron la aparición de los microsistemas electromecánicos (MEMS). La conferencia IEEE Micro Robots and Teleoperators de 1987, celebrada en Estados Unidos bajo el lema "Small Machines, Big Opportunities - A Report on the Emerging Field of Microdynamics", marcó el inicio de un auge mundial de la investigación. Esto marcó el inicio de un boom mundial de la investigación.

Los sistemas microelectromecánicos no son sólo una miniaturización de la macromecánica o una simple superposición de microestructuras, sino un sistema completo con un gran número de interfaces que conectan entre sí distintas unidades funcionales para lograr diversas funciones. Las señales físicas y químicas como la luz, la electricidad, la temperatura, la fuerza y el sonido procedentes del entorno exterior son detectadas por sensores y transformadas en señales eléctricas, que se adquieren, convierten y procesan antes de ser transmitidas al controlador y amplificadas por un amplificador para controlar la interacción entre el actuador y el mundo exterior. A diferencia de los circuitos integrados tradicionales, que sólo implican una función eléctrica, los sistemas microelectromecánicos pueden detectar señales físicas y químicas como luz, electricidad, temperatura, fuerza y sonido del mundo exterior a través de sensores y controlar la interacción de los actuadores con el mundo exterior.

La tecnología de sistemas microelectromecánicos es una disciplina multidisciplinar emergente en la que intervienen la micromecánica de precisión, la microelectrónica, la ciencia de los materiales, la microfabricación, la tecnología de sistemas y control y otras disciplinas fundamentales como la física, la química, la mecánica y la biología. El objetivo de los sistemas microelectromecánicos es, por un lado, permitir la producción de millones de piezas de microcomponentes mediante la miniaturización y la integración, y reducir enormemente los costes, además de contar con las ventajas del ahorro de energía, el ahorro de material, la pequeña inercia, el fácil control, la alta velocidad, la alta densidad de información, la alta densidad funcional, la alta densidad de interconexión, etc., y poder lograr una gran variedad de funciones en un espacio muy reducido; por otro lado, también radica en la preparación de varios tipos de microsistemas con diferentes funciones nuevas. Entre ellos se encuentran las micropinzas que pueden recoger un glóbulo rojo, las mariposas que pueden volar a través de campos magnéticos y los microrobots que pueden introducirse en los vasos sanguíneos del cuerpo humano y realizar tratamientos médicos mediante coordinación y control multivariados.

La tecnología de los sistemas microelectromecánicos es un sistema diminuto y complejo, para conseguir este sistema, además de la investigación básica teórica, también es necesario desarrollar una variedad de tecnologías básicas, que incluyen, (1) la tecnología de diseño de sistemas microelectromecánicos, incluyendo la selección de materiales, tales como materiales de construcción y materiales funcionales (2) la tecnología de microfabricación, tales como el procesamiento de alta profundidad a la relación de anchura, de múltiples capas o procesamiento de microestructura tridimensional (3) micro-sensor de luz, electricidad, temperatura, fuerza,,, sonido (4) microactuadores microbombas, microválvulas, microinterruptores, etc. (5) ensamblaje de sistemas microelectromecánicos y tecnologías clave como la tecnología de unión. La investigación básica en tecnología de microsistemas abarca los principales problemas a los que se enfrenta la nanotecnología. A medida que disminuye el tamaño del objeto de investigación, es necesario explorar y conocer en profundidad la microdinámica, la microhidrodinámica, la microtermodinámica, la microfricción, la microóptica, la microestructura y los efectos físicos superficiales y los procesos químicos a escala micronano.

Entre las tecnologías básicas de los MEMS, la tecnología de microfabricación es la base para la realización de MEMS y es la tecnología central y el punto caliente de investigación de MEMS.