制備組織芯片的兩個關鍵步驟是制備受體蠟塊和從供體石蠟塊中精確采集微量樣品。雖然至今仍然有很多研究機構采用純粹手工方法進行操作，但是各種商業化機械制備儀的制作效率和精度更高。
Beecherlnstruments公司的組織陣列排布儀是目前使用較多的制備儀。制備儀包括操作平臺、特殊的打孔采樣裝置和一個定位系統。打孔采樣裝置對供體組織蠟塊進行采樣，也可對受體蠟塊進行打孔。定位裝置可使穿刺針或受體蠟塊線性移動，從而制備出孔徑、孔距、孔深完全相同的組織芯片蠟塊。
受體石蠟塊的一般尺寸為45mmX25mm，高度以5—10mm為宜。石蠟的邊緣常留下2．5～3mm的空白，以防止因石蠟質量不好而造成石蠟塊的撕裂。陣列中兩個相鄰的樣本之間的距離為o．65～1mm。純粹手工操作和機械化排布儀所用的打孔采樣針的直徑為0．6～2．0mm。根據針直徑的不同，在一張載玻片上可以排列40～1 000個組織標本。一般按照樣本數目的多少，將組織芯片分為低密度芯片(~200點)、中密度芯片(200～600點)和高密度芯片(~600點)。常用的組織芯片含有組織標本的數目在50～800個。
按常規切片方法進行連續切片，平均每個微陣列蠟塊可以切片100～200張(厚度4—8／im)。每切40張應取1張進行HE染色，以鑒別組織學類型是否仍具代表性。
可選用“輔助切片膠帶轉移”系統(包括膠膜、光膠玻片和紫外線燈等)進行制片。其使用過程是，將配套膠膜平整地黏附于組織芯片蠟塊表面，切片刀在膠帶下方切片。切下的纖薄組織片即可黏附在膠膜上，再將有組織的膠膜面平放在光膠玻片上，并于紫外線燈下照射約30s，待纖薄組織片與光膠玻片牢固粘連后，去掉膠膜，即制成了組織芯片。但是，也有研究者不建議使用該系統，因為使用不當時會產生假陰性結果，尤其是進行熒光原位雜交分析時。
典型組織病變部位對于研究疾病的發生、發展和演變十分重要，因而從每一個組織標本塊上進行正確的抽樣對于構建組織芯片十分重要。可以通過常規制作HE染色切片和顯微鏡檢查與分析來實現對典型病變部位所在石蠟塊的選擇和定位。在初步評估并選定洪體石蠟塊以及制作完組織芯片后，建議將這些供體石蠟塊妥善保存，這將有助于以后重新評估實驗和利用相同供體重建組織芯片。另外，還應該將這些供體石蠟塊的基本信息，如組織芯片的坐標軸、供體組織編號以及相應的臨床信息等收集在一個專用的電腦文檔里。
對于微流體芯片及芯片實驗室，由于目前還不成熟，并沒有普遍用于醫學研究和臨床檢測之中。
