微透析是一种微创的采样技术，几乎可以在任何组织的细胞外液中，连续测量游离、未结合的目标受质浓度。目标受质可以是内源性分子（像神经递质、激素、葡萄糖等），透析目的是评估相关生物机能，也可以是外源性分子（像药品），用透析来量测在体内的浓度。微透析的技术需要插入小的微透析导管（也称为微透析探针）到要分析的部位。微透析导管的设计模仿微血管，其轴的尖端有半透的中空纤维膜，其连接到入口管和出口管。导管处会持续的灌注水溶液（灌注液），其浓度接近附近组织中液体的离子浓度，流速约为0.1-5μL/min。若插入要分析的部位，小分子的溶质会透过被动扩散作用通过半透膜。溶质移动的方向随着溶质的浓度梯度而定，因此微透析导管可以作采样用，也可以将溶质注入到体内。离开探针的溶液（透析液）会定时加以取样，做分析用。