Polprevodnik se nanaša na material, katerega prevodnost je mogoče nadzorovati od izolatorja do prevodnika. Ne glede na vidik znanosti in tehnologije ali gospodarskega razvoja je pomen polprevodnikov zelo velik. Večina današnjih elektronskih izdelkov, kot so računalniki, mobilni telefoni ali digitalni snemalniki, je tesno povezana s polprevodniki. Običajni polprevodniški materiali vključujejo silicij, germanij, galijev arzenid itd., silicij pa je eden najvplivnejših polprevodniških materialov v komercialni uporabi.
Prevodnost materiala določa število elektronov v prevodnem pasu. Ko elektroni dobijo energijo iz valenčnega pasu in preskočijo na prevodni pas, se lahko elektroni prosto gibljejo med pasovi in prevajajo elektriko. Energijska vrzel med prevodnim pasom in valenčnim pasom običajnih kovinskih materialov je zelo majhna. Pri sobni temperaturi elektroni zlahka pridobijo energijo in skočijo na prevodni pas, da prevajajo elektriko. Vendar je izolacijske materiale težko preskočiti na prevodni pas zaradi velike energijske vrzeli (običajno več kot 9 elektronvoltov), zato ne morejo prevajati elektrike.
Energijska vrzel splošnega polprevodniškega materiala je približno 1 do 3 elektronvolte, ki je med prevodnikom in izolatorjem. Zato lahko material prevaja elektriko, dokler ga vzbuja energija pod ustreznimi pogoji ali če se spremeni razmik med njegovo energijsko vrzeljo.
Polprevodniki prenašajo tok skozi elektronsko prevodnost ali prevodnost lukenj. Način prevajanja elektronov je podoben toku toka v bakreni žici, to pomeni, da visoko ionizirani atomi pod delovanjem električnega polja prenesejo odvečne elektrone v smer z nizko stopnjo negativne ionizacije. Prevod lukenj se nanaša na tok (na splošno imenovan pozitivni tok), ki ga tvorijo "luknje", ki nastanejo zaradi odsotnosti elektronov zunaj atomskega jedra v pozitivno ioniziranih materialih. Pod delovanjem električnega polja se luknje zapolnijo z majhnim številom elektronov in povzročijo premikanje lukenj.
