MEMS son las siglas de Micro Electro-Mechanical Systems, que se refiere a sistemas de máquinas funcionales con componentes medidos en micrómetros. MEMS se considera a menudo como un trampolín entre la maquinaria convencional a macroescala y la nanomáquina futurista. Los precursores de MEMS han existido durante un tiempo en forma de microelectrónica, pero estos sistemas son puramente electrónicos, incapaces de procesar o emitir nada más que una serie de impulsos eléctricos. Sin embargo, las técnicas modernas de fabricación de MEMS se basan en gran medida en la misma tecnología utilizada para fabricar circuitos integrados, es decir, técnicas de deposición de películas que emplean fotolitografía.
Considerada en gran parte como una tecnología habilitadora en lugar de un fin en sí misma, los ingenieros y tecnólogos ven la fabricación de MEMS como otro avance bienvenido en nuestra capacidad para sintetizar una gama más amplia de estructuras físicas diseñadas para realizar tareas útiles. Con mayor frecuencia se menciona junto con MEMS la idea de un «laboratorio en un chip», un dispositivo que procesa pequeñas muestras de una sustancia química y proporciona resultados útiles. Esto podría resultar bastante revolucionario en el área del diagnóstico médico, donde los análisis de laboratorio resultan en costos adicionales para la cobertura médica, retrasos en el diagnóstico y papeleo inconveniente.
Los MEMS se fabrican de dos maneras: ya sea mediante micromecanizado de superficie, en el que se depositan capas sucesivas de material sobre una superficie y luego se graban para darle forma, o mediante micromecanizado a granel, donde el sustrato en sí se graba para producir un producto final. El micromecanizado de superficies es más común porque se basa en los avances de los circuitos integrados. Exclusivo de MEMS, las técnicas de deposición a veces dejan atrás “capas de sacrificio”, capas de material que deben disolverse y lavarse al final del proceso de fabricación, dejando una estructura restante. Este proceso permite que un dispositivo MEMS tenga una estructura compleja en 3 dimensiones. Se han fabricado varios engranajes, bombas, sensores, tuberías y actuadores a microescala y algunos de ellos ya están integrados en productos comerciales cotidianos.
Ejemplos del uso de MEMS de hoy en día incluyen impresoras de inyección de tinta, acelerómetros en automóviles, sensores de presión, óptica de alta precisión, microfluidos, monitoreo de neuronas individuales, sistemas de control y microscopía. Actualmente no existe un sistema productivo de máquina a microescala del orden de las líneas de montaje productivas a macroescala, pero parece que la invención de tal dispositivo es sólo cuestión de tiempo. La perspectiva de fabricar con MEMS es emocionante porque las matrices de tales sistemas que trabajan en tangente podrían ser sustancialmente más productivas que los sistemas a macroescala que ocupan el mismo volumen y consumen la misma cantidad de energía. Sin embargo, una limitación importante sería que los productos a macroescala construidos por sistemas de máquinas a microescala tendrían que estar compuestos principalmente por bloques de construcción a microescala prefabricados.