I dispositivi a semiconduttore sono componenti elettronici che sfruttano le proprietà elettroniche del materiale semiconduttore, principalmente silicio, germanio e arseniuro di gallio, così come i semiconduttori organici. I dispositivi a semiconduttore hanno sostituito i dispositivi termoionici (tubi a vuoto) nella maggior parte delle applicazioni. Usano la conduzione elettronica allo stato solido in opposizione allo stato gassoso o all'emissione termoionica in un alto vuoto. I dispositivi a semiconduttore sono prodotti sia come singoli dispositivi discreti che come circuiti integrati (IC), che consistono in un numero - da pochi (fino a due) a miliardi - di dispositivi prodotti e interconnessi su un singolo substrato semiconduttore, o wafer. I materiali semiconduttori sono utili perché il loro comportamento può essere facilmente manipolato con l'aggiunta di impurità, note come doping. La conducibilità dei semiconduttori può essere controllata dall'introduzione di un campo elettrico o magnetico, dall'esposizione alla luce o al calore, o dalla deformazione meccanica di un reticolo monocristallino drogato; quindi, i semiconduttori possono essere ottimi sensori. La conduzione di corrente in un semiconduttore avviene tramite elettroni e buchi mobili o "liberi", conosciuti collettivamente come portatori di carica.