将微量的化学物质或微生物送到模拟完全器官（如肺脏、心脏等）构造和功能的单元芯片，即可仿真出相同化学物质放到真实人类器官中，所可能会发生的状况。
换句话说，器官芯片不是创造人类全体完全器官，而是仿真人体器官中的最小功能单元，实现药物或化学物质在非活体环境（in vitro）中，研究活体环境（in vivo）的交互反应，用来理解、评估疾病、药物、化学物质与食品等对人类影响的3D芯片设备。
2015年英国年度设计奖，不是颁给谷歌的无人车，也不是打消海洋塑料操持，而是颁给美国哈佛大学韦斯生物启示工程研究所的器官芯片；这是英国年度设计奖，首度由医学领域得到大奖。 当代美术馆（MoMA）也将器官芯片纳为永久收藏。
动物实验成效未必适用人体
以韦斯生物得奖作品为例，便是仿真人类肺脏的器官芯片。 韦斯生物将半导体芯片的观点导入，将活的人体器官细胞植入芯片，使芯片可以仿真细胞在人体内的环境。 其芯片的紧张架构，是在槽道中设置三个并列的流体信道，两边的信道是真空信道，中间的信道则是植入细胞的信道。
为了仿真肺脏布局，韦斯生物在中间信道的正中间放置一层布满小孔的生物薄膜，并在薄膜上铺满一层肺泡细胞，薄膜的另一壁铺满血管细胞。 因此，薄膜上面可以流利空气，下面可以流利血液。
其余，两侧的真空信道也设计成可紧缩的构造，可以同时带动中间的信道一同紧缩，于是肺泡细胞也随着紧缩，再将空气与血液导入芯片，就可仿真正常肺脏运行环境。 同样地，如果要仿真肺脏传染或对分外物质的反应，只要将病毒、养分、细胞或干系物质导入器官芯片，即可透过显微镜“看到”接下来可能发生的变革。
德国康斯坦茨大学毒理学教授Marcel Leist曾说：“人类绝对不即是70公斤的老鼠。 ”一语道出传统临床实验中的关键问题。
由于人类与动物的生理构造不同，为了实验需求，常将人类独占的癌细胞或其他病原，移植到老鼠、兔子或是猴子身上；问题是，纵然在动物实验阶段结果良好，也无法担保转换到人类身上时，同样安全或同样有效果。 据统计，至少30％药物分子没有机会上市，便是由于毒性或人体肝脏无法代谢；这也是很多药无法通过临床一期（确认毒性）或临床二期（确定剂量及效性）的缘故原由。
