1990年瑞士Ciba-Geigy公司的Manz和Widmer首次提出微全分析系統（Miniaturized total chemical analysis system，μ-TAS）的概念和設計，把微全分析系統的主要構型定位為一般厚度不超過5 mm，面積為數平方厘米至十幾平方厘米的平板芯片（包括微陣列生物芯片和微流控分析芯片）。1994年始，美國橡樹嶺國家實驗室Ramsey等在Manz的工作基礎上發表了一系列論文，微流控分析芯片獲得了重要發展。微流控分析系統是將常規CE的原理和技術與流動注射進樣技術相結合，借助微機電加工技術的手段，在平方厘米級大小的芯片上刻蝕出矩形或梯形管道和具有其它功能的單元，通過不同的管道網路、反應器、檢測單元等的設計和布局，實現樣品的采集、預處理、反應、分離和檢測，是一種多功能化的快速、高效、高靈敏度和低消耗的微型裝置；是一個跨學科的新領域，其核心是將所有化學分析過程中的各種功能及步驟微型化，包括：泵、閥、流動通道、混合反應器、相分離和試樣分離、檢測器、電子控制及轉換點等。
微流控分析系統可大大提高分析速度和極大地降低分析費用，微流控CE分析系統通常也被稱為集成毛細管電泳（Integrated capillary electrophoresis，ICE）。微流控分析系統開創了分析科學歷史的新篇章，使分析科學進入了一個微型化、集成化和自動化的嶄新世界。