Eis um pequeno trecho código que realiza isso (testado com sucesso no Chrome 33 e no Firefox 28):

    var audioContext, microphoneStream;
    
    function getUserMedia_Success(mediaStream) {
    	microphoneStream = audioContext.createMediaStreamSource(mediaStream);
    	//Conecta o canal o microfone à saída
    	microphoneStream.connect(audioContext.destination);
    	return true;
    }
    
    function getUserMedia_Error(error) {
    	alert("Erro ao obter acesso ao microfone: " + error);
    	return true;
    }
    
    //Valida a capacidade do browser de capturar mídia
    if (!navigator.getUserMedia) {
    	navigator.getUserMedia = (navigator.webkitGetUserMedia ||
    		navigator.mozGetUserMedia ||
    		navigator.msGetUserMedia);
    }
    if (!navigator.getUserMedia) {
    	alert("Aparentemente seu browser não possui a API necessária para capturar mídia :(");
    	return;
    }
    
    //Tenta criar o contexto de áudio para capturar e reproduzir o áudio
    audioContext = (window.AudioContext ? new AudioContext() : (window.webkitAudioContext ? new webkitAudioContext() : null));
    if (!audioContext) {
    	alert("Aparentemente seu browser não possui a API necessária para trabalhar com áudio! :(");
    } else {
    	//Tenta obter acesso ao microfone
    	navigator.getUserMedia({ audio: true }, getUserMedia_Success, getUserMedia_Error);
    }