Mikrosoczewkowanie grawitacyjne – szczególny przypadek zjawiska soczewkowania grawitacyjnego, w którym obiekty soczewkujące mają (stosunkowo niewielką) masę rzędu masy Słońca.
Aby mikrosoczewkowanie grawitacyjne miało miejsce, na jednej linii muszą znaleźć się odległe świecące źródło (np. gwiazda), obiekt soczewkujący (np. gwiazda, gwiazda z planetą lub zwarty obiekt zbudowany z ciemnej materii) oraz obserwator na Ziemi. Kierunek światła wyemitowanego przez źródło i poruszającego się w kierunku obserwatora ulega po drodze zmianie pod wpływem ciała soczewkującego, co powoduje powstanie na niebie wielokrotnych obrazów źródła. Odległość pomiędzy nimi jest bardzo mała, około jednej milionowej sekundy łuku, co przy obecnej technologii nie jest możliwe do bezpośredniego zaobserwowania.
Jedynym obserwowalnym efektem mikrosoczewkowania grawitacyjnego jest pojaśnienie, a następnie pociemnienie soczewkowanego źródła. Skala czasowa takiego zjawiska mikrosoczewkowania zawiera się w przedziale od godzin do kilkuset dni i trwa tyle ile względne ułożenie źródła, soczewki i obserwatora na jednej linii. Mikrosoczewkowanie grawitacyjne jest czułe zarówno na jasne, jak i ciemne (np. zbudowane z ciemnej materii) zwarte obiekty soczewkujące. Obecnie jest ono używane do poszukiwań pozasłonecznych układów planetarnych, ciemnej materii oraz badania profili temperaturowych dysków akrecyjnych w soczewkowanych kwazarach.