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周囲の電場や温度によって電気をどの程度通すか（電気伝導性）を敏感に変化させるその性質は工業上極めて重要である。今日の電子工学の基礎をなす半導体素子、あるいはその集積体であるICといったものは半導体の性質を利用して作られている。
より厳密には、半導体とは、価電子帯の部分の状態密度が完全に電子で詰まっており、一方伝導帯は空で、価電子帯と伝導帯の間にバンドギャップが存在する状態、またはその状態を示す物質。同じようにバンドギャップが存在する絶縁体に比べて、半導体はバンドギャップがより狭いことで区別されるが、この区別は必ずしも明確ではない。例えば、通常ダイヤモンド（バンドギャップは実験値で約5.5 eV）は絶縁体として扱われるが、半導体としての扱いを受ける場合もある。
半導体では、温度が下がると電気伝導性は低くなる。逆に温度が上がると電気伝導性は増す（温度上昇により、狭いバンドギャップを乗り越えるキャリアが増えるため）。
実際に広く応用されている半導体は、シリコン・ゲルマニウムなど4価の原子に不純物を混ぜ、電荷の運び手（キャリア）を少数存在させることで生成される。また、不純物の量を調整することで特性を変化させることができる。