Bir mikrodenetleyici (MCU ve µC olarak da adlandırılır), bir mikroişlemcinin, MİB, hafıza ve giriş – çıkışlar, kristal osilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriş çıkışlar, programlanabilir hafıza (NOR Flash, OTP ROM) gibi bileşenlerle tek bir tümleşik devre üzerinde üretilmiş halidir. Bir başka deyişle, mikrodenetleyiciler programlanabilen, bir programı içinde depolayıp daha sonra çalıştırabilme yeteneğine sahip ve sadece bir yongadan oluşan bilgisayardır. Bu özellik ile mikrodenetleyiciler, mikroişlemcilerden ayrılır.

Mikrodenetleyicilerde bir CPU ( Central Process Unit ) , RAM ( Random Access Memory ) ROM ( Read Only Memory ) , input – output ( giriş – çıkış I/O ) uçları , seri ve parelel portlar , sayıcılar ( counter ) ve bazı mikrodenetleyicilerde de Analog ‘dan Digital ‘e ( A/D ) ya da Digital ‘den Analog ‘a ( D/A ) çeviriciler (konvertör ) bulunur. Mikroişlemciler kullanılarak oluşturulan sistemlerdeyse (örneğin kullandığımız bilgisayar) bu özelliklerin her biri için ayrı mikroişlemci kullanılır. Yeterince hafıza birimlerine ve giriş – çıkış uçlarına sahip olmalarından dolayı tek başlarına çalışabilirler. Ayrıca donanımı oluşturan diğer elektronik devrelerle de iletişim kurabilirler. Bu şekilde uygulamanın gerektirdiği fonksiyonları gerçekleştirebilirler. Üzerlerinde analog-dijital çevirici gibi tümleşik devreler barındırırlar. Bu sayede algılayıcılardan her türlü verinin toplanması ve işlenmesinde kullanılabilirler. Ufak ve düşük maliyetli olmaları sebebiyle gömülü uygulamalarda tercih edilirler.

Ayrıca mikrodenetleyiciler sıradan mikroişlemcilere nazaran aşağıda listelenen 4 temel avantajları sayesinde elektronik sanayinde günümüzde oldukça büyük bir uygulama alanına sahiptirler:

• Boyutları oldukça küçüktür
• Oldukça az güç tüketirler
• Maliyetleri azdır
• Performansları yüksektir

Örneğin en basit elektronik saatlerde, otomatik çamaşır makinelerine, robotlarda, fotoğraf makinelerine, LCD monitörlerde, biyomedikal cihazlarda, endüstriyel otomasyonlarda, elektronik bilet uygulamalarında ve  pek çok elektronik uygulamada mikrodenetleyiciler kullanım alanı bulmuşlardır.