Mikro Elektro Mechanische Systeme (MEMS) sind Bauteile, in welchen mechanische, elektronische (und optische) Komponenten vereint werden. Sie werden in Größen zwischen 1 mm und 1 µm und unter Verwendung mikroelektronischer Materialien und Verfahren hergestellt. Aufgrund ihrer geringen Größe gewinnen oder verlieren verschiedene physikalische Effekte an Einfluss. Zum Beispiel nimmt das Verhältnis von Oberfläche-Volumen-Verhältnis mit der Miniaturisierung zu, was eine höhere Interaktionsrate mit der Umgebung ermöglicht. 

In der Biosensorik können MEMS u. a. als statische Sensoren zur Detektion von Umweltschadstoffen genutzt werden. Bei statischen MEMS wird die Interaktion zwischen der funktionellen Schicht und Analyt-Molekülen z. B. durch die Verbiegung einer Membran detektiert, welche durch die Änderung der Kapazität ausgelesen werden kann. Hierfür können Hydrogele verwendet werden, welche sich bei Kontakt mit dem Analyten ausdehnen.

 Andererseits können auch dynamische Membran-Sensoren genutzt werden. Bei diesen Sensoren wird die Membran durch Anlegen einer Wechselspannung zur Schwingung angeregt. Durch Anlagerung von Analyten, kommt es zu einer Masseänderung der Membran, welche durch Messung der Frequenzänderung bestimmt werden kann. Für solche Anwendungen werden die Membranen z. B. mittels Aptameren funktionalisiert.