微流控芯片實驗室主要有以下3部分構成：

（1）芯片材料。在微米或者納米的數量級上，可用于芯片的常見材料有玻璃，石英和各種塑料。玻璃和石英有很好的電滲性質和優良的光學性質，可采用標準的刻蝕工藝加工，可用比較熟悉的化學方法進行表面改性，加工成本較高，封接難度較大。常用的有機聚合物包括剛性的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），彈性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚碳酯（PC）等，它們成本低，可用物理或化學方法進行表面改性，制作技術和玻璃芯片有較大的區別。

（2）芯片分析系統，主要包括驅動源和信號檢測裝置。樣品和試劑的充分接觸、反應或分離必須有外力的作用，這種外力一般為電場力、正壓力、負壓力或微管虹吸原理產生的力。科研人員常采用高壓電源產生電場力或泵產生正、負壓力作為驅動源。由芯片內產生的信號需要被檢測，目前最常用的檢測手段是激光誘導熒光，此外還有電化學、質譜、紫外、化學發光和傳感器等。激光誘導熒光檢測器主要由激光源、光學透鏡組和以光電倍增管或CCD為主的熒光信號接收器件組成。特點是檢測靈敏度高，被廣泛采用；但現階段其體積仍然偏大。驅動源和檢測裝置是芯片實驗室儀器的主要組成部分，其體積的大小直接決定了芯片分析儀的大小，因此科研人員正努力追求將這兩部分做到最小。

目前，電化學檢測由于其體積較小，與高壓電源一起可制成便攜式分析儀，加之有電化學響應的物質很多，所以在芯片中的應用研究較多。電化學檢測器的一般做法是將電極集成到芯片上，采用安培或電導法進行檢測，其中電泳分離電壓對檢測電流的干擾是電化學檢測需要克服的問題之一。用于電化學檢測的電極材料有碳糊、碳纖維、銅絲、金絲等。被檢測物質有氨基酸、肽、碳水化合物、神經遞質等。集成電泳分離、酶聯免疫和生物化學等于一體以實現多功能（例如多人同時檢測或多種免疫指標的同時檢測）的芯片實驗室研發，體現了微流體芯片技術的集成化特點，也代表了微流體芯片技術的發展方向。

（3）包含有實現芯片功能化方法和試劑盒。將質譜法、紫外-可見檢測法等現有的檢測方法移植到芯片實驗室的檢測上，是微流體芯片研究的主要思路。