A félvezető olyan anyag, amelynek vezetőképessége szigetelőtől vezetőig szabályozható. Nem számít a tudomány és a technológia vagy a gazdasági fejlődés szempontjából, a félvezetők jelentősége nagyon nagy. Napjaink elektronikai termékeinek többsége, mint például a számítógépek, mobiltelefonok vagy digitális felvevők, szorosan összefüggenek a félvezetőkkel. A szokásos félvezető anyagok közé tartozik a szilícium, a germánium, a gallium-arzenid stb., és a szilícium az egyik legbefolyásosabb félvezető anyag a kereskedelmi alkalmazásokban.
Egy anyag vezetőképességét a vezetési sávban lévő elektronok száma határozza meg. Amikor az elektronok energiát kapnak a vegyértéksávból, és a vezető sávba ugranak, az elektronok szabadon mozoghatnak a sávok között, és elektromosságot vezetnek. A közönséges fémek vezető sávja és vegyértéksávja közötti energiarés nagyon kicsi. Szobahőmérsékleten az elektronok könnyen nyernek energiát, és a vezető sávba ugorva vezetik az elektromosságot. A szigetelő anyagokat azonban nehéz a vezető sávba ugrani a nagy energiarés miatt (általában 9 elektronvoltnál nagyobb), így nem vezethetnek áramot.
Az általános félvezető anyag energiarés körülbelül 1-3 elektronvolt, ami egy vezető és egy szigetelő között van. Ezért az anyag mindaddig képes elektromos áramot vezetni, amíg megfelelő körülmények között energiával gerjesztik, vagy az energiarés távolsága megváltozik.
A félvezetők elektronvezetésen vagy lyukvezetésen keresztül adják át az áramot. Az elektronvezetés módja hasonló a rézhuzalban áramló áramhoz, azaz elektromos tér hatására az erősen ionizált atomok a felesleges elektronokat az alacsony negatív ionizációs fokú irányba továbbítják. A lyukvezetés azt az áramot jelenti (általában pozitív áramnak nevezik), amelyet a pozitívan ionizált anyagokban az atommagon kívüli elektronok hiánya által kialakított "lyukak" alkotnak. Az elektromos tér hatására a lyukakat kis számú elektron tölti ki, és a lyukak mozgását okozzák.
