Полупроводникът се отнася до материал, чиято проводимост може да се контролира от изолатор към проводник. Без значение от гледна точка на науката и технологиите или икономическото развитие, значението на полупроводниците е много голямо. Повечето от съвременните електронни продукти, като компютри, мобилни телефони или цифрови записващи устройства, са тясно свързани с полупроводниците. Обичайните полупроводникови материали включват силиций, германий, галиев арсенид и др., а силицият е един от най-влиятелните полупроводникови материали в търговски приложения.
Проводимостта на материала се определя от броя на електроните, съдържащи се в проводящата лента. Когато електроните получат енергия от валентната лента и прескочат до проводящата лента, електроните могат да се движат свободно между лентите и да провеждат електричество. Енергийната разлика между проводящата лента и валентната лента на обикновените метални материали е много малка. При стайна температура електроните лесно получават енергия и прескачат към проводящата лента, за да провеждат електричество. Изолационните материали обаче са трудни за преминаване към проводящата лента поради голямата енергийна празнина (обикновено по-голяма от 9 електронволта), така че те не могат да провеждат електричество.
Енергийната междина на обикновения полупроводников материал е около 1 до 3 електронволта, което е между проводник и изолатор. Следователно материалът може да провежда електричество, стига да се възбужда от енергия при подходящи условия или разстоянието на неговата енергийна празнина се променя.
Полупроводниците предават ток чрез електронна или дупкова проводимост. Начинът на електропроводимост е подобен на протичането на ток в медна жица, т.е. под действието на електрическо поле силно йонизираните атоми прехвърлят излишните електрони в посока с ниска степен на отрицателна йонизация. Проводимостта на дупки се отнася до тока (обикновено наричан положителен ток), образуван от "дупките", образувани от отсъствието на електрони извън атомното ядро в положително йонизирани материали. Под действието на електрическо поле дупките се запълват от малък брой електрони и карат дупките да се движат.
