Un matériau semi conduteur peut être à l'état solide ou à l'état liquide. Il a la capacité de conduire l'électricité à température ambiante mais moins efficacement qu'un métal conducteur. De plus, en cas de basses températures, le semi-conducteur devient isolant. Au contraire, à hautes températures, la conductivité des semi-conducteurs augmente mais aussi en présence d'impuretés ou de lumière.

La lumière produit une augmentation du nombre des électrons de conduction ce qui entraîne un accroissement de la conductivité. Donc dans les semi-conducteurs purs, on observe une mise en commun des électrons périphériques entre atomes adjacents : c'est une liaison covalente, celles-ci assurent la cohésion du cristal. Or ces électrons de valence ne peuvent pas transporter le courant électrique. En revanche, la lumière et la température brisent les liaisons covalentes : les électrons sont alors mobiles et peuvent transporter le courant.

Ce phénomène entraîne l'apparition de "lacunes" ou "trous" chargés positivement, ce qui explique l'augmentation de la conductivité avec la température et la lumière.

Le semi-conducteur le plus utilisé est aujourd'hui le silicium, en effet il s'avère moins onéreux à exploiter et donc plus accessible. Le germanium, l'arséniure de gallium et le sélénium sont également utilisés.

La conductivité de ces semi-conducteurs est accrue par une technique spécifique : le dopage.