生物芯片是指采用光导原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等等生物样品有序地固化于支持物（如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝胶、尼龙膜等载体）的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中的靶分子杂交，通过特定的仪器比如激光共聚焦扫描或电荷耦联摄像机对杂交信号的强度进行快速、并行、高效的检测分析，从而判断样品中靶分子的数量。由于常用玻片/硅片作为固相支持物，且在制备过程中模拟计算机芯片的制备技术，所以也称之为生物芯片技术。根据芯片上固定的探针的不同，生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片，另外根据原理还有元件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片等新型生物芯片。如果芯片上固定的是肽或蛋白，则称为肽芯片或蛋白芯片；如果芯片上固定的分子是寡核苷酸探针或DNA，就是DNA芯片。由于基因芯片这一专有名词已经被业界的领头羊Affymetrix公司注册专利，因而其他厂家的同类产品通常称为DNA微阵列。这类产品是目前最重要的一种，有寡核苷酸芯片、cDNA芯片和Genomic芯片之分，包括两种模式：一是将靶DNA固定于支持物上，适合于大量不同靶DNA的分析，二是将大量探针分子固定于支持物上，适合于对同一靶DNA进行不同探针序列的分析。一块1cm3的生物芯片微矩阵点的直径是200μm。
生物芯片技术是20世纪90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，既具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。由于用该技术可以将大量的探针同时固定于支持物上，所以一次可以对大量的生物分子进行检测分析，从而解决了传统的核酸印迹杂交技术复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、通量低等不足。而且，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等，为基因功能的研究及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具，将会使新基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破，为整个人类社会带来深刻而广泛的变革。
生物芯片可以应用于基因表达水平的检测、基因诊断、药物筛选、个体化医疗、测序、生物信息学研究。由于人类基因只是地球上几十万种生物基因资源中的一份子，在今后的几十年内，人类将测出所有物种的基因图谱。因此，类似如人类基因组计划的基因研究和生物信息产业，还仅仅是刚刚起步，其将来的发展前景是无法估量的。生物芯片作为生物信息学的主要技术支撑和操作平台，其广阔的发展空间也就不言而喻了。