生物芯片的本質是進行生物信號的平行分析，采用了微電子學的並行處理和高密度集成的概念，通過微加工工藝在厘米見方的芯片上集成有成千上萬個與生命相關的信息分子，可以對生命科學與醫學中的各種生物化學反應過程進行集成，從而實現對基因、配體、抗原等生物活性物質進行高效快捷的測試和分析。
20世紀80年代，傳統的生物實驗室中手工測定十幾個DNA片斷的序列需要至少壹天時間。目前運用價格達數十萬美元的自動化DNA序列分析儀，可以在壹天內測定近2000個DNA序列）。
基因芯片（Gene chip）是最早出現的壹種生物芯片。
基因芯片是指將大量探針分子固定於支持物 (substrate) 上，然後與標記的樣品進行雜交，通過檢測雜交信號的強弱進而判斷樣品中分子的數量。基因芯片上固定著很多的核苷酸序列，它們作為探針與樣品中的目標基因雜交。探針的底部有壹種熒光酶，只有當探針與目標基因發生雜交反應後才會發光。通過掃描儀將探針發出來的信號轉變成可能分析的圖像數據，在經過軟件分析處理，就可以知道樣品中被檢測的目標基因是什麽了。
生物芯片的應用正處在迅速發展中，並將在生活和生產的各個方面發揮越來越重要的作用。比如：芯片測序、基因圖譜繪制、基因表達分析、克隆選擇、基因突變檢測、遺傳病和腫瘤診斷、微生物菌種鑒定及治病機制、藥物研究、農林業、軍事醫學等。
不久的將來，傳統繁復的身體檢查可能將被基因芯片全面取代。在操作中，只要在人體上取壹滴血，放到拇指甲大小的壹塊芯片上，便可以由計算機迅速自動診斷出被檢者是否患有遺傳病，以及其他可能存在的遺傳缺陷，預測到妳未來若幹年的健康回收到哪些威脅，以便采取相應的對策加以預防。
芯片基因檢測的推廣將更有效的降低出生缺陷的發生率。利用這種芯片對育齡男女及3個月以上的胎兒進行檢測，能夠準確、快速地檢測出被測對象是否帶有乙肝病毒、丙肝病毒和艾滋病。
壹分鐘取血樣，兩分鐘檢測，三分鐘出診斷結果！聽起來就像是神化壹樣。然而有了生物芯片，這個神話就將變成現實，將來任何人隨時隨地都能自測健康狀況，這就是它的神奇之處。檢測時，只需把血液滴在芯片上，其中的疾病基因就會和芯片上對應的基因發生化學反應而結合，用特制的電腦掃描儀已進行掃描後，計算機很快就能識別發生反應的是哪壹種疾病的基因，從而判斷被檢測者是患了哪種病。
從經濟效益來說，生物芯片最大的應用領域可能就是開發新藥。目前已經有多家制藥企業介入芯片的開發。由於存在個體差異，可以說沒有壹種藥物可以適用於所有的病人。因此，根據每個人的特有的基因開發出專用藥物，即個性化藥物，將成為藥物治療學上的壹次質的飛躍。這就要快速分析病人的多個基因已確定用藥的方案，基因芯片技術將是最佳選擇。
面對生物芯片的巨大產業，我國的科學家們也積極行動，研制開發出我國自主知識產權的生物芯片，在醫用生物芯片研究和工程技術的某些方面達到了國際先進水平。2000年10月，清華大學生物芯片研究開發中心程京教授在國際生物芯片技術大會上宣布，他們已經研制出世界上第壹個1平方厘米大小的多力生物芯片平臺系統。利用它可以在指甲大小的芯片上建立縮微實驗室，用於醫學基礎研究、疾病診斷、司法鑒定、食品衛生監督、航天、環保等領域的分析檢測。上述成果表明，雖然中國在生物芯片領域起步較晚，與美國、歐洲、日本相比在實際制作實物的能力方面，還有相當差距，但在某些想法和構思方面走到了國際前沿。
也許就在不久的將來，我們將會發現生物芯片就在妳我身邊！