Mikroķirurģija ir metode, kas, risinot speciālas situācijas un uzdevumus rekonstruktīvajā ķirurģijā, plastiskajā ķirurģijā, rokas ķirurģijā, traumatoloģijā ortopēdija un citās ķirurģijas jomās, veic audu, anatomisku struktūru un orgānu replantāciju, atjaunošanu un pārstādīšanu, atjauno sīkas anatomiskas struktūras, izdala un savieno asinsvadus, nervus un limfvadus, kuru izmēri un raksturlielumi neļauj sasniegt vēlamo rezultātu bez īpašiem instrumentiem, šujamā materiāla, īpašas manuālās tehnikas un operācijas/pacienta pārvaldības principiem.
Īstenojot mikroķirurģiju, bieži tiek izmantots optiskais palielinājums, tomēr optiskā palielinājuma izmantošana nav obligāta, optiskā palielinājuma pielietojums ir atkarīgs no ķirurga spējām, tāpēc optiskā palielinājuma pielietošanas fakts nevar kalpot par patstāvīgu kritēriju Mikroķirurģijas definēšanai.
Mikroķirurģijas piemēri ir traumatiski amputēto locekļu atpakaļ pievienošana (replantācija), brīvo audu transplantātu (mikrovaskulāru transplantātu) pārstādīšana, perifēro nervu šuve un rekonstrukcija, limfas vadu un sēklas vadu ķirurģiska atjaunošana.
Mikroķirurģija ir rekonstruktīvās ķirurģijas augstākā pakāpe, kas paredzēta īpašu un ar citām metodēm neatrisināmu stāvokļu risināšanai.