Un microcontrôleur (en notation abrégée µc, ou uc ou encore MCU en anglais) est un circuit intégré qui rassemble les éléments essentiels d'un ordinateur : processeur, mémoires (mémoire morte et mémoire vive), unités périphériques et interfaces d'entrées-sorties.
Le principe de base des microcontrôleurs repose sur l'inclusion dans le même boîtier du microprocesseur et de divers périphériques, de manière à avoir un composant autonome.
Les bus de données et d'adresses sont internes au composant, ainsi que les décodages d'adresse relatifs à chaque « périphérique interne ».
De plus, la plupart des microcontrôleurs sont dotés de fonctionnalités d'économie d'énergie, qui font défaut aux microprocesseurs.
Par exemple, un microcontrôleur peut activer le mode économie d'énergie et consomme peu d'énergie lorsqu'il ne traite pas de données.