Gli attuatori generalmente utilizzano una fonte di energia per spostare o controllare i componenti meccanici. Si trovano spesso nei motori e in varie macchine. Molti tipi di dispositivi meccanici sono stati miniaturizzati nel corso degli anni, ma questo processo richiede in genere che anche i singoli componenti siano molto più piccoli. La miniaturizzazione nel 21° secolo è progredita al punto che i microattuatori e altre parti sono così piccoli che spesso è necessario utilizzare potenti microscopi per vederli. Per realizzare un microattuatore vengono utilizzati processi industriali come la litografia e la microlavorazione, e ne esistono anche di vari tipi.
Un microattuatore elettrostatico è una varietà comune, ma gli scienziati possono anche costruire varietà elettromagnetiche in grado di produrre più energia per alimentare un dispositivo come un motore. A volte sono difficili da realizzare, ma sono fabbricati con metodi tipicamente usati per realizzare circuiti integrati. Sono stati realizzati motori di circa 0.04 pollici (1 millimetro) di diametro e sono stati spesso utilizzati dai ricercatori per inserire minuscoli cateteri nelle cellule biologiche.
C’è anche un microattuatore piezoelettrico con materiali compositi che reagiscono in modo simile ai cristalli, che quando vengono spinti, creano una tensione elettrica. Film sottili possono essere depositati su silicio in grado di produrre movimento su distanze molto brevi. A volte sono stati utilizzati in micro rotori in miniatura. I microattuatori ad ultrasuoni sono spesso utilizzati in piccoli motori integrati in dispositivi piezoelettrici. Questi possono essere integrati, ad esempio, nei meccanismi di messa a fuoco automatica di piccole fotocamere.
I componenti meccanici in movimento possono essere costruiti su piccola scala, ma un microattuatore elettrostatico è tipicamente costituito da un materiale che si piega in base alle cariche elettriche. Il movimento è generalmente di dimensioni microscopiche e viene prodotta una piccola quantità di forza. Alcuni motori rotazionali e azionamenti a pettine a movimento lineare sono stati sviluppati sulla base di questo principio.
I microattuatori possono essere utilizzati per costruire piccoli specchi per display e proiettori. Relè di corrente microscopici e piccoli meccanismi per controllare i dischi rigidi fanno spesso uso di tali dispositivi in miniatura. Sono spesso chiamati sistemi microelettromeccanici (MEMS), una categoria che include molti tipi di parti mobili in miniatura.
La produzione di microattuatori può essere ottenuta incidendo parti in silicone. La litografia viene spesso utilizzata per realizzare circuiti. La luce, i prodotti chimici e uno strato composto dalle parti da aggiungere vengono generalmente combinati in questo processo. Il prodotto finito viene solitamente prodotto a strati, mentre la microlavorazione spesso coinvolge laser e microscopi elettronici a scansione, ad esempio, per posizionare singoli atomi e celle. Entrambi i processi possono essere utilizzati per spostare parti di microattuatori e costruire un dispositivo in microminiatura.