Programmējama mikroshēma ir elektroniska sastāvdaļa, kas satur virkni instrukciju, kas tiek izpildītas katru reizi, kad mikroshēma darbojas. Dažām no šīm mikroshēmām ir fiksēta programmēšana, savukārt citās ir pārrakstāms kods. Šīs mikroshēmas ir mūsdienu elektronikas stūrakmens; tie ir gandrīz visās elektroniskajās ierīcēs. Vairumā gadījumu šīs mikroshēmas sniedz informāciju centrālajai sistēmai vai pārvērš ievades signālus komandu darbībās.
Programmējamās mikroshēmas uzbūve ir līdzīga jebkurai citai mikroshēmai. Virkne pusvadītāju ierīču, kas savienotas ar iekšējām shēmām un elektroniskiem komponentiem, ir savienotas ar pusvadoša materiāla slāni. Šīs mikroshēmas galvenokārt ir izgatavotas no plastmasas un silīcija, bet pārējos veido daži dažādi metāli. Tā kā vidējās programmējamās mikroshēmas materiālu izmaksas ir ārkārtīgi zemas, tās ir vienkārši izgatavotas un tās var viegli iekļaut jebkurā elektronikas ierīcē.
Šajā mikroshēmā ir pamata programma, kas tiek izpildīta ikreiz, kad mikroshēma ir aktīva. Šī programma var pārvērst vienu signālu citā, izvadīt datu daļu no sensora vai veikt aprēķinus, pamatojoties uz ievadi. Citiem vārdiem sakot, programmējama mikroshēma var veikt gandrīz jebkuru uzdevumu, ko tai uzdevis programmētājs. Šīs mikroshēmas ierobežo tikai programmas lielums un pievienotās ierīces ierobežojumi.
Lai darbotos, ir jāaktivizē programmējama mikroshēma. Dažas mikroshēmas ir aktīvas vienmēr, kad tām ir jauda, savukārt citas tiek aktivizētas tikai tad, kad tas ir nepieciešams. Mikroshēmas pamatdarbība abos gadījumos ir vienāda. Viņi saņem ievadi, bieži vien signālu vai nelielu datu daļu, un pēc tam manipulē ar šo ievadi jaunā formā un nosūta to tālāk. Šie jaunie dati var nonākt lielākā sistēmā apstrādei, lietotāja interfeisam vai pat citai programmējamai mikroshēmai.
Viens no galvenajiem šo mikroshēmu darbiem ir lietotāja ievades apstrāde. Programmējama mikroshēma elektroniskās ierīces iekšpusē nolasīs pogas nospiešanu vai līdzīgu ievadi un pārveidos to informācijā ierīces centrālajam procesoram. Līdzīgā veidā šīs mikroshēmas parasti ir savienotas ar visu veidu dažādiem sensoriem ierīcēs, sākot no mobilajiem tālruņiem līdz automašīnām. Šīs mikroshēmas ņem informāciju no sensora un pārvērš to tāpat kā ar lietotāja saskarnēm.
Lai gan dažas no šīm mikroshēmām darbojas pilnīgi neatkarīgi no centrālās sistēmas, daudzām programmējamām mikroshēmām ir savienojumi ar galveno procesoru. Šis centrālais procesors ir daudz sarežģītāks nekā mikroshēmas, lai gan tas darbojas ļoti līdzīgi. Galvenā sistēma ņem visu atvienoto informāciju, ko nodrošina mikroshēmas, un apkopo to izmantojamā formātā. No turienes tas var veikt vairākas darbības atkarībā no tā vispārējās funkcijas.