Um dispositivo MEMS é caracterizado, principalmente, pela presença de sensores ou atuadores em conjunto com a microeletrônica, ou ainda, pela união de todos estes componentes simultaneamente em um mesmo dispositivo.

Os micro sensores são responsáveis por detectar as mudanças físicas do meio, sejam elas mecânicas, térmicas, magnéticas, químicas ou eletromagnéticas, e convertê-las em um sinal elétrico proporcional. A microeletrônica, por sua vez, processa essa informação e aciona os microatuadores de forma que eles possam criar uma resposta a esta mudança, convertendo sinais elétricos em energia mecânica. Microatuadores são largamente empregados em impressoras do tipo inkjet e em sistemas de foco automático de câmeras digitais. Micro sensores e microatuadores são o que há de mais importante em um dispositivo MEMS. Estes componentes são os transdutores de um sistema microeletromecânico, responsáveis pela conversão de uma forma de energia em outra. Muitos destes transdutores foram desenvolvidos pela indústria microeletrônica, como, por exemplo, sensores de temperatura e luz, mas suas funcionalidades são potencializadas quando utilizados em MEMS.

Dependendo do mecanismo de sensibilidade e das grandezas observadas, estes transdutores podem ser mecânicos, térmicos, magnéticos, químicos ou de radiação [6]. Dentre estes, talvez os mais conhecidos sejam os que exercem a função de sensores mecânicos, como o acelerômetro (capaz perceber variações de aceleração), o giroscópio (permite medir a velocidade de rotação e movimentos angulares), sensores de pressão e strain-gauges (capazes de medir deformações).