Semikonduktor mengacu pada bahan yang konduktivitasnya dapat dikontrol dari isolator ke konduktor. Baik dari sudut pandang ilmu pengetahuan dan teknologi atau pembangunan ekonomi, pentingnya semikonduktor sangatlah besar. Sebagian besar produk elektronik saat ini, seperti komputer, telepon seluler, atau perekam digital, berkaitan erat dengan semikonduktor. Bahan semikonduktor yang umum termasuk silikon, germanium, galium arsenida, dll., dan silikon adalah salah satu bahan semikonduktor paling berpengaruh dalam aplikasi komersial.
Konduktivitas suatu bahan ditentukan oleh jumlah elektron yang terdapat pada pita konduksi. Ketika elektron memperoleh energi dari pita valensi dan melompat ke pita konduktif, elektron dapat bergerak bebas antar pita dan menghantarkan listrik. Kesenjangan energi antara pita konduktif dan pita valensi bahan logam biasa sangat kecil. Pada suhu kamar, elektron mudah memperoleh energi dan melompat ke pita konduktif untuk menghantarkan listrik. Namun bahan isolasi sulit untuk melompat ke pita konduktif karena kesenjangan energi yang besar (biasanya lebih besar dari 9 elektron volt), sehingga tidak dapat menghantarkan listrik.
Celah energi bahan semikonduktor umum adalah sekitar 1 hingga 3 elektron volt, yaitu antara konduktor dan isolator. Oleh karena itu, suatu bahan dapat menghantarkan listrik selama bahan tersebut tereksitasi oleh energi dalam kondisi yang sesuai atau jarak celah energinya diubah.
Semikonduktor mentransmisikan arus melalui konduksi elektron atau konduksi lubang. Cara konduksi elektron mirip dengan aliran arus pada kawat tembaga, yaitu, di bawah pengaruh medan listrik, atom yang sangat terionisasi mentransfer kelebihan elektron ke arah dengan derajat ionisasi negatif yang rendah. Konduksi lubang mengacu pada arus (umumnya disebut sebagai arus positif) yang dibentuk oleh "lubang" yang dibentuk oleh tidak adanya elektron di luar inti atom pada bahan yang terionisasi positif. Di bawah pengaruh medan listrik, lubang diisi oleh sejumlah kecil elektron dan menyebabkan lubang bergerak.
