传统混合过程依赖于层流混合和湍流混合。微化工系统中, 由于通道特征尺度在微米级,Reynolds 数远小于2000 , 流动多呈层流, 因此微流体混合过程主要基于层流混合机制, 其基本混合机理如下。
1、层流剪切
在微混合器内引入二次流, 使流动截面上不同流线之间产生相对运动, 引起流体微元变形、拉伸继而折叠, 增大待混合流体间的界面面积、减少流层厚度。

2、延伸流动
由于流动通道几何形状的改变或者由于流动被加速, 产生延伸效应, 使得流层厚度进一步减小, 改进混合质量。

3、分布混合
在微混合器内集成静态混合元件, 通过流体的分割重排再结合效应, 减小流层厚度, 并增大流体间的界面。

4、分子扩散
分子水平均匀混合的必经之路。在常规尺度混合器中, 只有当剪切、延伸和分布混合使流层厚度降至足够低的水平时, 分子水平的混合才有意义。