微观混合是指发生在分子尺度的粒子之间的混合现象。在这种情况下，反应器内部不存在离析的流体粒子，从而达到了最大的微观混合状态，也被称为全微观混合或最大微观混合。与此相反的是完全离析的状态，即宏观流体。

微观混合是一种由微小尺度的湍流流动导致的流体破碎并形成微团的过程，随后借助分子扩散使其达到分子尺度的均匀性。这是反应器传递过程的一种。相比之下，宏观混合则是由大尺度流动带来的，它将流体微团带到反应器各个部位，这一过程在连续流动系统中表现为返混。混合的均匀程度通常使用调匀度来量化。例如，两个互溶液体在宏观上已经完全混合，但在微观上却完全离析。只有当液体A以分子形式均匀分布在液体B中时，才能达到完全的微观混合。

微观混合对表观反应速率的影响取决于反应级数。当反应级数为1时，微观混合不会影响表观速率；当反应级数大于1时，微观混合会使表观速率降低；当反应级数小于1时，微观混合会提高表观速率。在完全离析的情况下，相当于滴际无混合，而在完全微观混合状态下，相当于滴际完全混合。微观混合通常是快速反应的速率控制因素，因为反应组分微观混合的进程决定了过程的表观速率。在伴随串联副反应时，微观混合速率的不足可能会降低反应的选择率。例如，在丁二烯氯化制备二氯丁烯的过程中，为了提高选择率，丁二烯和氯气应该以高速（超过100米/秒）喷入反应器，以促进微观混合。

在实际混合过程中，通常同时存在宏观混合和微观混合。不同的混合装置和操作条件会影响这两种混合的程度。反应器的设计和选择应考虑到反应的特点及其对混合的需求。

微观混合对反应的影响最早由英国学者P.V.丹克沃茨在1958年进行了系统研究。此后，尽管有一些理论上的探讨，但实验研究和数据积累仍然有限。近年来，这方面的研究重新活跃起来，并在开发新测试方法、构建适用数学模型以及应用流体力学相关理论等方面取得了进展。

在双螺杆反应挤出过程中，微观混合程度是一项关键的操作参数。传统的小分子竞争反应体系常被用来表征微观混合，但对于大分子反应的高粘度体系来说，由于大小分子扩散差异可能导致误差。因此，建立了一个由苯乙烯-（3-异丙烯基-α,α'-二甲基苄基-异氰酸酯）共聚物（PSt-co-TMI）与9-(甲胺基-甲基)蒽（MAMA）构成的快反应体系，以及PSt-co-TMI与己内酰胺（ε-CL）构成的慢反应体系，用于表征TSE-20可开启式自啮合双螺杆挤出机中的微观混合情况。研究表明，该大分子竞争体系能够有效地表征双螺杆挤出机中高粘度体系的微观混合；微观混合在物料熔融后很短时间内即可完成，并且在挤出过程稳定后保持不变；对于推进式元件，在相同的喂料速率下，随着螺杆转速的增加，微观混合质量下降；填充度是影响推进元件中微观混合质量的重要因素，在特定条件下，随着喂料量的增加，微观混合质量反而得到改善，这是因为填充度的提高有助于微观混合。

微观混合的研究对于理解并处理受到其影响的快速反应过程（如聚合、结晶等）具有重要意义。通过设计一台能够实现沿程取样的旋转填充床，并采用2碘化物2碘酸盐反应体系作为平行竞争微观混合体系，考察了填料不同径向位置的离集指数分布以及各种操作参数对旋转填充床微观混合效率的影响。这项研究首次从实验上证实了旋转填充床填料的端效应区在强化微观混合过程中的重要角色，并系统总结了各操作参数对微观混合的影响。结果显示，旋转填充床相对于其他反应器具有更高的微观混合效率。