生物芯片(biochip)是以预先设计的方式将大量的生物讯息密码(寡核苷酸，基因组DNA、蛋白质等)固定在玻片或硅片等固相载体上组成的密集分子阵列。可分为基因芯片(Gene chip)或称DNA芯片(DNA chip)、蛋白质芯片(protein chip)、芯片实验室(Lab一on-a-chip)三类。生物芯片的本质是生物信号的平行分析，它利用核酸分子杂交、蛋白分子亲和原理，通过荧光标记技术检测杂交或亲和与否，再经过计算机分析处理可迅速获得所需信息。

    生物芯片是20世纪90年代中期以来影响最深远的重大科技之一，它是融微电子学、分子生物学、免疫学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术。使环境监测研究中不连续的分析过程可集成在芯片上完成，从而实现样品分析过程的连续化、集戒化、微型化和信息化。生物芯片可按预先的设计，在面积很小的硅片、玻片或高分子聚合物薄片上同时排列、固定大量(相同或不同)的生物识别分子。将抗各种农药的抗体或抗生素的微生物受体固定化形成蛋白质芯片，然后将环境样品点样于芯片上，就可以一次性地分析检测出其中的各种农药和抗生素残留。如今已有很多相关的商品试剂盒出售，这些试剂盒几乎涵盖常见的各种有毒有害物质，如农药残留、污染细菌及其毒素、污染霉菌及其毒素等。

    用于环境监测的DNA生物传感器主要是电化学型，已用来检测环境中致癌物、芳族胺、多氯联苯等一些DNA分子已标定的样品。通常采用计时电位分析法，通过固定在电极表面的DNA杂交后出现的鸟嘌呤峰值的氧化信号来检测污染物。除常用的DNA碱基配对杂交原理外，还可利用污染物的毒性作用(如致癌、致突变)来设计新的生物传感器。利用污染物与DNA在核酸修饰碳电极表面的相互作用来检测环境中的有毒物质(芳香胺类化合物)，检测限达纳摩尔量级。

    DNA生物传感器除用于检测外，还可用于研究污染物与DNA间的相互作用，用于解释不同污染物的毒性作用机理。基因芯片技术在环境科学领域具有广阔的应用前景，但是由于生物芯片的制备技术还未得到普及，相关的仪器设备比较昂贵，所以目前在环境监测中的应用非常有限。