微通道反應器本質上是一種小尺寸的連續流動的管道式化學反應器，它具有許多微通道，用于在非常小的空間內進行化學反應。其結構原理涉及到微通道設計、熱傳導、質量傳遞和反應動力學等方面。微通道反應器內部是由工藝側(反應通道)、換熱側（控溫通道）/換熱器、外部框架/撬裝、連接管路等，有的設備，像中試和產業化設備還會將進料泵和溫控系統集成形成自動化系統。

由于通道尺寸小，微通道內部的熱傳導路徑很短，能夠更快地將熱量傳遞到周圍環境或通過冷卻方式散失，從而實現高效的熱管理。這有助于控制反應溫度、避免過熱或過冷現象的發生，提高反應的安全性和產物質量。通過微觀尺度上的質量傳遞來實現高效的反應。由于反應物與催化劑之間的接觸面積增大，反應速率得到提高。此外，微通道的特殊結構還可以促進氣液兩相反應的界面傳質，增強反應效果。微通道反應器設計需要考慮反應動力學參數，如反應速率常數、活化能等。通過合理選擇反應物的濃度、溫度和流動速度等操作條件，可以優化反應動力學過程，提高反應轉化率和選擇性。

1、微通道

微通道反應器通過各種工藝在所需板式材質上完成微流道，所以也被稱之為板式微通道反應器，流道是整個反應器最核心的部分，微通道反應器可以集成物料反應流道和換熱控溫流道。

2、換熱油路

微通道反應器的主要控溫方式是在反應流道兩側加上控溫側通過管路來實現準確控溫的和高效換熱。不同工藝所需滯留/反應時間不同，工藝開發人員可根據需求來對每個反應單元單獨使用，也可以串聯或并聯靈活組合使用。

3、框架/撬裝

框架主要是為了固定和保護反應單元，方便設備的運輸和使用，同時框架上會配有微通道反應器所需組件，如單向閥、安全閥等可以起到保護系統、防液體回流、減弱脈沖對整個裝置影響的作用等。當放大到中試化或產業化生產時，需要考慮到框架內部的溫度平衡，可以額外設置風冷/水冷循環系統或是高低溫一體控溫裝置。