现阶段，微流控芯片在生物学中最重要的应用领域是细胞生物学。在很多情况下细胞的线性尺寸在10~100um，正好和现行的微流控芯片的构件尺寸相仿，再加上目前使用的PDMS等材料所具有的低毒生物相容性及对氧、二氧化碳等的通透性，使得有很大一部分芯片成为细胞研究极为重要的平台，包括细胞培养、刺激、分选和裂解等单元过程都可以在芯片平台上实现，所涉及的最直接的应用领域包括生物传感器、干细胞研究以及药物筛选等。（如图）
在医学领域的应用往往被看成是对分析化学研究和生物学研究的直接结果。现阶段在医学领域的重要应用之一是临床诊断，微流控芯片有可能对全球化的公共健康作出贡献，其中典型的工作是以“现场即时检测”(point of care testing)为代表的微流控芯片诊断。现场即时检测是现代临床检验的一个重要分支，它泛指医生或其他科研人员在中心实验室以外所做的任何实验室指标的检测，与中心实验室相比，这种检测具有小型、便携、快捷、方便等优点，适用于发达国家的家庭和发展中国家的边远贫困地区。芯片实验室是使现场实时检测理念付诸实施的理想平台，可能会对全球公共健康具有重要意义。
