Ze względu na właściwość przewodzenia prądu elektrycznego substancje dzielimy na trzy główne typy: przewodniki, półprzewodniki i izolatory. Przewodnictwo dla metali ma zakres 106 - 104 W-1×cm-1, dla półprzewodników 104 - 10-5 W-1×cm-1, a dla izolatorów 10-5 - 10-18 W-1×cm-1.

Półprzewodniki - to głównie substancje krystaliczne lub wytwarzane w postaci monokryształu, polikryształu, bądź proszku i pełniące rolę przewodników elektronowych. Najpopularniejsze półprzewodniki są produkowane z krzemu, germanu, podtlenku miedzi, arsenku galu, azotku galu, antymonku indu oraz telurku kadmu. Wszystkie te substancje przewodzą elektryczność słabiej od metalu, stąd ich "połowiczna" nazwa - półprzewodników. Ich opór właściwy mieści się w zakresie 100 - 1011 Ω∙m. I w przeciwieństwie do metali, rośnie on wraz ze spadkiem temperatury. Do tego stopnia, że przy oziębieniu ich do temperatury zera absolutnego (00K = - 2730C) tracą właściwość przewodzenia i stają się izolatorami. (Dla metali w tej temperaturze występuje zjawisko nadprzewodnictwa). Ciekawe jest również, to że stosowanie domieszek w metalach powoduje zwiększanie ich oporu, a w półprzewodnikach znowu sytuacja jest odwrotna.

Zgodnie z pasmową teorią ciała stałego, elektrony walencyjne (swobodne) w kryształach poruszają się pod wpływem pola elektrycznego sieci krystalicznej. Elektrony te posiadają dozwolone stany energetyczne w formie pasm (ich szerokość podaje się w eV). Rozłożenie elektronów na poszczególnych pasmach, decyduje miedzy innymi o własnościach przewodnictwa elektrycznego danej substancji. Podstawowe pasmo walencyjne, jest zajmowane przez elektrony swobodne. Wyższym poziomom energii odpowiadają kolejne pasma - wzbudzone lub inaczej pasma przewodzenia (nie należą do nich pasma całkowicie zapełnione elektronami). Ilość elektronów w pasmach przewodzenia pozwala sklasyfikować substancje przewodzące, gdyż tylko te elektrony biorą udział w przewodnictwie. Z kolei elektrony z pasm zapełnionych dopóki nie dostaną się w wyniku wzbudzeń do pasma przewodzenia, nie odgrywają roli nośników elektrycznych. Metale jako najlepsze przewodniki mają częściowo zapełnione pasmo przewodzenia, natomiast dla półprzewodników jest ono prawie puste (dla izolatorów puste). Ważne jest również to, że w metalach między pasmem walencyjnym/podstawowym, a pasmem przewodnictwa nie ma przerwy, przeciwnie nawet pasma te częściowo się nakładają. Natomiast dla półprzewodników i izolatorów są one oddzielone tzw. pasmem wzbronionym. Szerokość tej przerwy energetycznej, niedostępnej dla elektronów wynosi odpowiednio; w półprzewodnikach poniżej 2eV, a w izolatorach powyżej tej wartości.

Istota przewodnictwa półprzewodników tkwi w procesach, które zachodzą między poszczególnymi pasmami energetycznymi tych substancji. Wiemy już, że zjawisko to ma dla nich charakter cieplny, czyli zależny od temperatury. Wynika to z zachowania elektronów z pasm zapełnionych, które ulegają wzbudzeniu pod wpływem dostarczonej im energii cieplnej i są zdolne przeskoczyć z dotychczasowego pasma do prawie pustego pasma przewodzenia, pokonując równocześnie przeszkodę w postaci pasma wzbronionego. Wraz ze wzrostem temperatury dostaje się tam coraz więcej elektronów, gdzie biorą one aktywny udział w przewodnictwie elektrycznym i są nazywane nośnikami typu n. Niestety odbywa się to kosztem odporności półprzewodnika. Z kolei w temperaturze zera absolutnego brak wzbudzeń cieplnych powoduje zanik właściwości przewodzenia i półprzewodnik staje się izolatorem. Składającym się z pasm całkowicie zapełnionych i pustego pasma przewodnictwa.

Jeżeli wzbudzeniu ulegają elektrony z poziomu walencyjnego, to dziury, które zostawiają po sobie również stają się nośnikami, nazywanymi typem p. Dziury mają ładunek dodatni i poruszają się w stronę katody, czyli w przeciwnym kierunku niż elektrony. Przewodnictwo półprzewodnika polega na ruchu obydwu typów nośników pod wpływem pola elektrycznego i nosi nazwę samoistnego. Przyrządem służącym do zbadania jakiego typu nośniki przeważają w danym półprzewodniku oraz jak są skoncentrowane jest galwanometr. Wykorzystuje on swoim działaniu zjawisko nazywane efektem Halla. Polega ono na tym, że w przewodniku/półprzewodniku z prądem umieszczonym w polu magnetycznympowstaje napięcie elektryczne o kierunku poprzecznym zarówno do pola magnetycznego jak i kierunku przepływu prądu. Natomiast potencjał VH, powstały między ściankami przewodnika, nazywany jest potencjałem Halla.

Półprzewodniki samoistne z powodu niezbyt dużej ilości swobodnych elektronów mają stosunkowo duży opór wewnętrzny, ograniczający zdolność przewodzenia prądu elektrycznego. Dlatego też, aby zwiększyć wydajność półprzewodników samoistnych stosuje się tzw. domieszkowanie tworząc w ten sposób półprzewodniki niesamoistne/domieszkowane. Domieszkowanie polega na dołączaniu do kryształu (półprzewodnika) dodatkowych atomów pierwiastków, takich które nie wchodzą w jego naturalny skład. Wymiana jonu kryształu na nowy atom powoduje najczęściej powstanie nadmiaru albo też niedomiaru elektronów, potrzebnych do utworzenia wiązań kowalencyjnych. W sytuacji nadmiaru powstaje tzw. domieszka donorowa, nazywana półprzewodnikiem typu n. Sama nazwa wskazuje związek z typem nośnika - typ n ("negativ"- "ujemny"), czyli elektronami. W półprzewodniku typu n, tworzy się dodatkowy poziom - tzw. donorowy. Jest on położony między pasmem wzbronionym, a dolną częścią pasma przewodnictwa (prawie pustego, ze względu na to, że samoistny półprzewodnik miał mało elektronów swobodnych, które mogłyby przenieść się do tego pasma). Wprowadzony przez domieszkowany atom nadmiar elektronów lokuje się właśnie w paśmie przewodnictwa jako elektronowy nośnik prądu. Z kolei w wyniku domieszkowania powodującego niedomiar elektronów, powstaje domieszka akceptorowa nazywana półprzewodnikiem typu p. Również i w tym przypadku tworzy się dodatkowe pasmo - tzw. akceptorowe. Jest ono położone tuż nad pasmem walencyjnym, a pod pasmem wzbronionym. Taki układ pasm, powoduje, że swobodne elektrony z pasma walencyjnego są wiązane przez nowe pasmo akceptorowe, posiadające niedomiar elektronów. Tym samym w paśmie walencyjnym pozostają dziury elektronowe. Które jak już wiemy również są nośnikami prądu o charakterze podobnym do swobodnej cząstki dodatniej. Przewodzenie typu p, nazywamy często przewodzeniem dziurawym, a typu n przewodzeniem elektronowym.

W roku 1873 W. Smith odkrył, że nie tylko procesy cieplne mogą powodować zwiększenie przewodności półprzewodników. Wzbudzenie elektronów w kryształach i przeniesienie ich do pasma przewodnictwa, można uzyskać również poprzez wpływ fal elektromagnetycznych. Stosuje się głównie światło. Zgodnie ze zjawiskiem fotoelektrycznym wewnętrznym, dostarczona energia świetlna powoduje wzrost koncentracji nośników - elektronów w paśmie przewodzenia, a dziur w paśmie walencyjnym. Całe to zjawisko nazywamy fotoprzewodnictwem.