半导体材料的电导率值介于导体（如金属铜）和绝缘体（如玻璃）之间。它的电阻率随着温度的升高而下降；而金属的表现则相反。它的导电性能可以通过在晶体结构中引入杂质（”掺杂”）的方式进行有用的改变。当同一晶体中存在两个不同的掺杂区域时，就会产生一个半导体结。电荷载体（包括电子、离子和电子空穴）在这些结上的行为是二极管、晶体管和大多数现代电子产品的基础。半导体的一些例子是硅、锗、砷化镓和周期表上所谓 “金属阶梯 “附近的元素。继硅之后，砷化镓是第二种最常见的半导体，用于激光二极管、太阳能电池、微波频率集成电路和其他。硅是制造大多数电子电路的一个关键元素。

半导体设备可以显示出一系列有用的特性，如电流在一个方向比另一个方向更容易通过，显示出可变电阻，以及对光或热的敏感性。由于半导体材料的电性能可以通过掺杂和应用电场或光来改变，由半导体制成的设备可以用于放大、开关和能量转换。

通过添加少量（约1/108）的五价（锑、磷或砷）或三价（硼、镓、铟）原子，可以提高硅的导电性。这一过程被称为掺杂，由此产生的半导体被称为掺杂或外在半导体。除了掺杂之外，半导体的导电性可以通过提高其温度来改善。这与金属的行为相反，金属的导电性会随着温度的升高而降低。

现代人对半导体特性的理解是依靠量子物理学来解释电荷载体在晶格中的运动。当一个掺杂的半导体含有自由空穴时，它被称为 “p型”，而当它含有自由电子时，它被称为 “n型”。电子设备中使用的半导体材料是在精确的条件下掺入的，以控制p型和n型掺杂物的浓度和区域。一个半导体器件晶体可以有许多p型和n型区域；这些区域之间的p-n结负责有用的电子行为。使用热点探针，人们可以快速确定一个半导体样品是p型还是n型。

在整个19世纪中期和20世纪的前几十年，人们观察到了半导体材料的一些特性。半导体在电子领域的第一个实际应用是1904年开发的猫须检测器，这是一种用于早期无线电接收器的原始半导体二极管。量子物理学的发展又导致了1947年晶体管的发明，[3] 1958年集成电路的发明，以及1959年MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的发明。