Mikrokontrolagailu bat (batzuetan μC, uC edo MCU bezala laburtua) barruan konputagailu baten hiru unitate funtzionalak dituen zirkuitu integratu bat da: Prozesatzeko Unitate Zentrala (PUZ), memoria eta sarrera-irteerako unitateak. Mikrokontrolagailuak aplikazio txertatuetarako diseinatu ohi dira, konputagailu pertsonaletan erabiltzen diren mikroprozesadoreak edo helburu orokorreko beste aplikazio batzuk ez bezala.
Mikrokontrolagailuak automatikoki kontrolatzen diren produktu eta gailuetan erabiltzen dira. Esate baterako, automobil-ingeniaritza kontrol-sistemak, inplanteetarako gailu medikuak, urruneko kontrolak, bulego-makinak, jostailuak, etab. Nahiz eta edozein konputagailu pertsonalekin alderatuz gero prestazio gutxiago dituzten, berezitasun maila handiko gailuak izan ohi dira. Zigilu baten tamaina eduki dezakete, baina are txikiagoak izatea da normalena kontrolatzen duten gailuaren parte baitira.
Mikrokontrolagailu batzuk lau biteko hitzak erabiltzen dituzte eta 4kHz-etako maiztasunarekin funtzionatzen dute, energia kontsumo txikiak lortuz (miliwatt-en ordenakoak). Orokorrean gertaera baten zain daudenean (botoi bat edo bestelako etengailuren bat sakatzea, adibidez) beraien funtzionalitatea mantentzeko gaitasuna dute. Energia kontsumoa “lo” dauden bitartean (PUZ-aren erlojua eta periferiko gehienak itzalita) nanowatt-en ordenakoa izan beharko litzateke, mikrokontrolagailu gehienak bateriak asko iraun behar duen aplikazioetarako egoki bihurtuz. Beste batzuetan mikrokontrolagailuek errendimendua kritikoa deneko rolak bete ditzakete Seinale Prozesadore Digitalek (DSP) bezala jokatuz, erloju abiadura eta energia kontsumo handiekin.
Sistema jakin baten energia kontsumoa eta kostu ekonomikoa murrizteko diseinatuak izaten dira. Horregatik, PUZ-aren tamaina, memoria kopurua eta sarrera irteerako unitateen aukeraketa aplikazioaren araberakoak izaten dira. Irabiagailu bat bezalako etxetresna elektriko sinple baten kontrolak prozesadore txikia erabiliko du oso (4 edo 8 bit), automata finitu bat ordezkatuko duelako. Musika edo bideo digital erreproduzitzaile batek berriz (mp3 edo mp4), 32 edo 64 biteko prozesadore bat beharko du. ABS (Antilock Brake System) balazta sistema bat normalean 16 biteko mikrokontrolagailu batean oinarritzen da, automobilaren motorraren kontrol sistema elektronikoa bezala.