Les microcontrôleurs améliorent donc l'intégration et le coût (lié à la conception et à la réalisation) d'un système à base de microprocesseur en rassemblant les éléments essentiels d'un tel système dans un seul circuit intégré.
On parle alors de "système sur une puce" (en anglais : "System On chip").
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.
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.