由于微流控芯片的構件尺寸和細胞吻合，并可同時測定物理量、化學量和生物量，它已成為對哺乳動物細胞及其微環境進行操控的最具潛力的平臺。目前已可以構建微米量級且相對封閉的三維細胞培養、分選、裂解等操作單元，并把這些單元成功延伸到組織和器官。器官芯片是一種更接近仿生體系的模式，可在一塊幾平方厘米的芯片中培養各種活體細胞，形成組織器官，乃至由不同器官芯片進一步組成活體芯片，從而模擬一個活體的行為并研究活體中整體和局部的種種關系。在藥學領域，器官芯片將被部分替代小白鼠等模型動物，用于驗證候選藥物，開展毒理和藥理作用研究。