相变驱动微阀使用水凝胶、溶胶-凝胶、石蜡等材料，通常要消耗能量，如温度、电或光等，但由于它们的成本相对较低，因而在一次性使用的生物芯片中广泛使用。
(1)石蜡微阀
R.H.LIU等人用石蜡为材料研制了一种由热驱动的微开关阀，含有该微阀的DNA聚合酶链式反应微装置能够将样品溶液密封 在反应腔内，其原理如图1.3-10所示。当压力小于137.9kPa, 微阀处于关闭状态时，没有泄漏发生；当压力达到275.8kPa时，在流道壁和石蜡界面上就出现了泄漏。这种微阀的反应时间大约为20s,但增加凝固通道的宽度或缩短凝固区与加热区的距离能有效减少反应时间。
(2)水凝胶微阀
早期的水凝胶微阀主要是通过改变溶液的盐浓度来控制，并使用原位光刻技术制造。 目前,许多研究人员开发了基于温度效应和热效应的水凝胶微阀，如 A.Richter等人研制了基于温度敏感的常闭型水凝胶微阀，通过光聚合作用，将水凝胶驱动物直接定位在微通道内。该水凝胶的状态转变温度为34℃,微阀开启和关闭所需时间分别为0.3s和2s.J.Wang等人研制了一种基于热效应的水凝胶微阀，能够承受200kPa以上的压力而没有泄漏，它的关闭时间大约为4.5s,开启时间与凝胶体的长度成正比。当凝胶的长度为300μm和1500μm时，开启时间分别为5s和12s。
(3)溶胶-凝胶微阀
S.Y.Dae等人利用纤维素甲醚的可逆溶胶-凝胶转变特性制造了一种凝胶微阀，他们在每个微通道中都植入了一个微加热器和微温度传感器。为使该阀能正常工作，须保持加热通道温度在60℃左右,流动通道在35℃左右，且两通道间的温度差为23K。此外， 要使该阀能稳定工作，流速应该大于5μL/min 。当使用风扇冷却时，最初的加热和冷却速度分别为5.7K/s和5.8K/s .当压力为2.07×10*Pa时，没有泄漏产生。