نیمه هادی به ماده ای اطلاق می شود که رسانایی آن را می توان کنترل کرد، از عایق تا هادی دیگر.

نیمه هادی به ماده ای گفته می شود که رسانایی آن از عایق به هادی دیگر قابل کنترل است. مهم نیست از منظر علم و فناوری یا توسعه اقتصادی، اهمیت نیمه هادی ها بسیار زیاد است. بیشتر محصولات الکترونیکی امروزی مانند کامپیوتر، تلفن همراه یا ضبط کننده دیجیتال، ارتباط نزدیکی با نیمه هادی ها دارند. مواد نیمه رسانای رایج عبارتند از سیلیکون، ژرمانیوم، آرسنید گالیم و غیره و سیلیکون یکی از تاثیرگذارترین مواد نیمه هادی در کاربردهای تجاری است.
رسانایی یک ماده با تعداد الکترون های موجود در نوار رسانایی تعیین می شود. هنگامی که الکترون ها از باند ظرفیت انرژی می گیرند و به نوار رسانا می پرند، الکترون ها می توانند آزادانه بین باندها حرکت کنند و الکتریسیته را هدایت کنند. شکاف انرژی بین نوار رسانا و نوار ظرفیت مواد فلزی رایج بسیار کم است. در دمای اتاق، الکترون‌ها به راحتی انرژی دریافت می‌کنند و برای هدایت الکتریسیته به نوار رسانا می‌پرند. با این حال، پرش مواد عایق به نوار رسانا به دلیل شکاف انرژی بزرگ (معمولاً بیشتر از 9 الکترون ولت) دشوار است، بنابراین آنها نمی توانند الکتریسیته را هدایت کنند.
شکاف انرژی یک ماده نیمه هادی عمومی حدود 1 تا 3 الکترون ولت است که بین یک هادی و یک عایق است. بنابراین، ماده تا زمانی که تحت شرایط مناسب توسط انرژی برانگیخته شود یا فاصله شکاف انرژی آن تغییر کند، می تواند جریان الکتریکی را هدایت کند.
نیمه هادی ها جریان را از طریق رسانش الکترون یا رسانش سوراخ منتقل می کنند. نحوه رسانش الکترون شبیه جریان جریان در سیم مسی است، یعنی تحت اثر میدان الکتریکی، اتم‌های بسیار یونیزه شده، الکترون‌های اضافی را به سمتی با درجه یونیزاسیون منفی پایین منتقل می‌کنند. رسانش حفره به جریان (که عموماً به آن جریان مثبت گفته می‌شود) اشاره دارد که توسط «حفره‌های» تشکیل شده از غیاب الکترون‌ها در خارج از هسته اتم در مواد یونیزه شده مثبت ایجاد می‌شود. در اثر میدان الکتریکی، حفره ها توسط تعداد کمی الکترون پر می شوند و باعث حرکت حفره ها می شوند.