微流控細胞培養融合了生物學、生物化學、工程學和物理學方面的知識，以開發用于在微觀尺度上培養、維持、分析和實驗細胞的設備和技術。它合并了微流控技術，這是一套用于在人工制造的微系統中處理小體積流體（μL、nL、pL）的技術，以及細胞培養，這涉及在受控實驗室中細胞的維持和生長環境。微流控技術已用于細胞生物學由于微流控通道的尺寸非常適合細胞的物理規模（數量級為10微米），因此進行了研究。例如，真核細胞的線性尺寸介于10-100μm之間，屬于微流控尺寸范圍。微流控細胞培養的關鍵組成部分是能夠模擬細胞微環境，其中包括調節細胞結構、功能、行為和生長的可溶性因子。該設備的另一個重要組成部分是產生體內存在的穩定梯度的能力，因為這些梯度在理解趨化性，雙旋性中起著重要作用以及對細胞的觸覺效果。

微流控細胞培養的一些主要優點包括減少樣品量（在使用原代細胞時尤其重要，這通常很有限），以及在同一設備中定制和研究多種微環境的靈活性。與大規模培養系統（通常需要10?⁵?– 10?^7個細胞）相比，在微型系統（例如幾百個細胞）中也可以使用減少的細胞數量；這可以使研究某些細胞間相互作用變得更加容易。這些減少的細胞數量使得研究非分裂或緩慢分裂的細胞（例如干細胞）成為可能。因為樣品量較小，因此比傳統培養方法（例如燒瓶、培養皿或孔板）更容易。鑒于微流控裝置的尺寸較小，因此可以實現層流，從而可以輕松完成培養系統的操作，而不會影響其他培養室。層流也很有用，因為它可以更準確地模擬體內流體動力學，通常使微尺度培養比傳統培養方法更具相關性。間隔微流培養也已與活細胞鈣成像相結合，其中去極化刺激已傳遞至神經元的外周末端，并且鈣反應記錄在細胞體內。該技術已證明，與神經元細胞體對某些刺激（例如質子）相比，末梢末端的敏感性存在明顯差異。這給出了一個很好的例子，說明為什么使用微流控細胞培養裝置隔離研究xxx末端如此重要。