Les microcontrôleurs sont des composants intégrés qui contiennent dans un même boîtier un microprocesseur, de la mémoire, et des périphériques courants, tels que timer, liaison série asynchrone, liaison série synchrone, ports d'entrée sortie logiques, contrôleur de bus CAN, convertisseur analogique numérique, etc.
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.
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").