MEMS står för Micro Electro-Mechanical Systems, och syftar på funktionella maskinsystem med komponenter mätta i mikrometer. MEMS ses ofta som en språngbräda mellan konventionella maskiner i makroskala och futuristiska nanomaskiner. MEMS-prekursorer har funnits ett tag i form av mikroelektronik, men dessa system är rent elektroniska, oförmögna att bearbeta eller mata ut något annat än en serie elektriska impulser. Emellertid är moderna MEMS-tillverkningstekniker till stor del baserade på samma teknologi som används för att tillverka integrerade kretsar, det vill säga filmavsättningstekniker som använder fotolitografi.
Till stor del betraktad som en möjliggörande teknik snarare än ett mål i sig, ses tillverkningen av MEMS av ingenjörer och teknologer som ytterligare ett välkommet framsteg i vår förmåga att syntetisera ett bredare utbud av fysiska strukturer utformade för att utföra användbara uppgifter. Oftast nämns i samband med MEMS idén om ett ”lab-on-a-chip”, en enhet som bearbetar små prover av en kemikalie och ger användbara resultat. Detta kan visa sig vara ganska revolutionerande inom området medicinsk diagnos, där labbanalys resulterar i extra kostnader för medicinsk täckning, förseningar i diagnos och obekvämt pappersarbete.
MEMS tillverkas på ett av två sätt: antingen genom ytmikrobearbetning, där successiva lager av material avsätts på en yta och sedan etsas till form, eller genom bulkmikrobearbetning, där själva substratet etsas för att producera en slutprodukt. Ytmikrobearbetning är vanligast eftersom den bygger på framstegen hos integrerade kretsar. Unikt för MEMS, deponeringstekniker lämnar ibland efter sig ”offerlager”, lager av material som är avsedda att lösas upp och tvättas bort i slutet av tillverkningsprocessen, vilket lämnar kvar en struktur. Denna process tillåter en MEMS-enhet att ha komplex struktur i 3 dimensioner. Olika mikroskala kugghjul, pumpar, sensorer, rör och ställdon har tillverkats och några av dem är redan integrerade i vardagliga kommersiella produkter.
Exempel på modern MEMS-användning inkluderar bläckstråleskrivare, accelerometrar i bilar, trycksensorer, högprecisionsoptik, mikrofluidik, övervakning av individuella neuroner, kontrollsystem och mikroskopi. Det finns för närvarande inget sådant som ett produktivt maskinsystem i mikroskala i storleksordningen produktiva monteringslinjer i makroskala, men det verkar som att uppfinningen av en sådan anordning bara är en tidsfråga. Utsikten att tillverka med MEMS är spännande eftersom uppsättningar av sådana system som arbetar i tangent kan vara betydligt mer produktiva än system i makroskala som upptar samma volym och förbrukar samma mängd energi. En framträdande begränsning skulle dock vara att produkter i makroskala byggda av maskinsystem i mikroskala i första hand skulle behöva bestå av prefabricerade byggstenar i mikroskala.