微透镜阵列（MLA）是一种光学组件，在光学系统应用中具有许多用途。它由一系列小透镜组成，这些小透镜都被固定在一个方形或六角形网格中。尽管是一个衍射组件，MLA仍然可被视为一种薄光学元件，例如，类似于一个窗口或衍射光学元件。
MLAs的应用之一是求光束辐射均值。如果具有一些不均匀性或波纹的光束通过MLA，那么阵列中所有透镜的作用是得出该光束上存在的所有辐射特征的均值。因此，例如，如果想要将光束用于照明，那么预期的照明区域将更加均匀。
这种求平均值是通过将普通激光束的高斯辐射转换为更类似于许多光学应用中追求的期望顶帽辐射的辐射图案来实现的。这种情况之所以会发生是因为，微透镜阵列中的每个透镜或者微透镜都只会对一小部分的输入高斯光束产生影响。因此，在该部分光束中，辐射几乎是恒定或者均匀的，并且当所有子光束在一定的传播距离时再次合并到一起时，就会产生平顶分布。
将高斯分布光束转换为顶帽激光束实际上能够通过衍射光学元件衍射器进行更好地实现，但是，在一些情况下，微透镜阵列会比DOE更合适。当光束是高度多模的并且非相干时，MLA的性能将是获得顶帽激光束的一个更好的选择。而且，如果光束不是单色的，或者从实际角度来看，MLA必须同时使用两个具有不同波长的不同光束进行工作，那么微透镜阵列是目前为止最好的选择。
微透镜阵列的另一个非常重要的应用是，成像应用中通过畸变介质进行的波前传感。微透镜阵列的焦平面可提供有关输入光束上波前像差的有用信息。在分配给每个微透镜的区域内，焦点的位置是局部子光束倾斜的指示器。通过将所有这些测量结果合并在一起，就能够得到波前的整体形状，这称为夏克-哈特曼传感器。
