Mikrochirurgie je chirurgický zákrok, který je prováděn s využitím speciálního operačního mikroskopu (obvykle se zvětšením 7× až 15×) a miniaturních chirurgických nástrojů – včetně nití, svorek a skalpelů. Mikrochirurgie se obvykle používá k „opravám“ přerušených krevních cév, nervů nebo i jiných anatomických struktur. Mikrochirurgické techniky zpočátku nacházely využití zejména v plastické chirurgii, ale postupem času začaly pronikat do dalších chirurgických oborů; často jsou spojeny s robotickou chirurgií.
Odvozené přídavné jméno je mikrochirurgický.
Viz také mikro-, chirurgie.