Un microcontrolador (abreujat µC, uC o MCU) és un petit ordinador en un sol circuit integrat especialitzat a controlar equips electrònics, que inclou una CPU (unitat central de processament), una petita quantitat de memòria, unitats d'E/S (Entrada/Sortida) i acostuma a portar una memòria FRAM, NOR flash o una ROM per guardar-hi el programa.
Els microcontroladors van ser dissenyats per a aplicacions per a sistemes encastats, en contraposició als microprocessadors utilitzats en els ordinadors personals per a aplicacions d'ús general. Gràcies a la seva mida i cost reduït, fan que siguin ideals per al control digital de molts dispositius. També són comuns els microcontroladors de senyal mixt, perquè poden integrar components analògics necessaris per controlar sistemes electrònics no digitals.
Alguns microcontroladors utilitzen paraules de quatre bits i operen amb una freqüència de rellotge tan baixa com 4 kHz per aconseguir un consum baix. Generalment també tenen la capacitat de quedar-se en un estat de repòs fins que reben una interrupció, això fa que el seu consum sigui gairebé nul.