嵌入式微控制器的典型代表是单片机，从20世纪70年代末单片机出现到今天，虽然已经经过了30多年的历史，但这种8位的电子器件目前在嵌入式设备中仍然有着极其广泛的应用。单片机芯片内部集成了ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各种必要的功能和外设。和嵌入式微处理器相比，嵌入式微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。嵌入式微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。嵌入式微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称嵌入式微控制器。
由于嵌入式微控制器低廉的价格、优良的功能，所以拥有的品种和数量最多，比较有代表性的是8051、MCS-251、MCS-96/196/296、P51XA、C166/167、68K系列，以及MCU 8XC930/931、C540、C541，并且有支持I2C、CAN-Bus、LCD及众多专用MCU和兼容系列。目前MCU占嵌入式系统约70%的市场份额。近来Atmel出产的Avr单片机由于其集成了FPGA等器件，所以具有很高的性价比，势必将推动单片机获得更高的发展。