生医芯片可以为DNA的定序、人类各式疾病的检验、新药的筛检及开发、药物的定量释放控制，以及食物、环境检测等提供一个快速、精确、大量且自动化的操作平台。因此，使用生医芯片，可以完成传统生医检测上所无法达成的目标。例如目前的癌症检测方式，往往需要等到病人有相当程度的症状，甚至病入膏肓时，才能够检测出来；然而利用生医芯片的技术，可帮助医生在短短数分钟内，检测出初期的各种癌症，更可进一步了解病人的癌症遗传因子，以作先期的防范。
直接取自人体的生医检体，如血液、组织或体液等，如果所含的待检成分并不存在于外部的液体中时，就无法直接检验出来，必须将检体加以处理并分离出待检物，才可以进行检测。因此，检体处理与分离的自动化，是生医检测技术提升的首要目标。例如细胞内的DNA或蛋白质的检验，须先行将细胞破碎，取出胞内物质，再将所需检测的目标分离、纯化以利检测。若采传统方法，从细胞破碎分离至检体纯化，所使用的仪器设备不但占空间，需要的操作人力也相当可观。生医芯片则采完全自动化的操作方式，可节省大量的检体处理空间与人力。
由于生医检测是靠扩散与随机碰撞来达成生医反应，因此往往需经数小时至数日才能完成某一种检测，对于需要多种检测交叉比对的生医反应，处理过程就相当费时，又因为是由人来操作，不易精确定量。生医芯片能精确定量，且可同时平行处理大量检体，因此能大幅缩短检测时间。此外，借着外力或微流体系统的帮助，生医反应的速率可增加数倍至数百倍以上，因此使得传统上旷日费时的生医检体处理与反应时程得以大幅缩短。
当检体体积减少，反应面积与检体体积的比率相对增加，检体的反应速率可以加快。且生医芯片使用的检体量甚少，对于昂贵或微量的生医检体，利用生医芯片检测，可以以较少的量获得相同的检测结果，故可减少检测成本及检体用量，发挥生医反应的微量检测功能。一旦待检物含量过低时，可采用微量的检测技术，如光学干涉及表面电浆共振技术，或检体放大技术，如DNA聚合酶链锁反应技术，此种技术可将数量极少的DNA放大数十至数百万倍，能够大幅增加检测灵敏度。
从上述开发芯片的目的来看，生医芯片有朝一日必能将传统大型的生医实验室的功能，包括从试样准备到生医反应检测，缩小集中在一个芯片上。其所能达成的检测成果，不但在定量上优于传统方式，在速度及精确度上也颇占优势。是以此类芯片也称为实验室芯片（lab on a chip, LOC）或微全分析系统 （micro total analysis system, μTAS）。