Polovodič je materiál, který v některých případech vede elektrický proud, ale v jiných ne. Dobré elektrické vodiče, jako je měď nebo stříbro, snadno propouštějí elektřinu. Materiály, které blokují tok elektřiny, jako je guma nebo plast, se nazývají izolátory. Izolátory se často používají k ochraně lidí před úrazem elektrickým proudem. Jak už název napovídá, polovodič nevede tak dobře jako vodič. Nejpoužívanějším polovodičem je křemík, ale používá se také arsenid galia.
Přidáním různých atomů do krystalové mřížky polovodiče se změní jeho vodivost tak, že vznikne polovodič typu n a p. Křemík je nejdůležitějším komerčním polovodičem, i když se používá mnoho dalších. Lze z nich vyrobit tranzistory, což jsou malé zesilovače. Tranzistory se používají v počítačích, mobilních telefonech, digitálních audio přehrávačích a mnoha dalších elektronických zařízeních.
Stejně jako v jiných pevných látkách mohou mít elektrony v polovodičích energii pouze v určitých pásmech (tj. rozmezích energetických hladin) mezi energií základního stavu, která odpovídá elektronům pevně vázaným na atomová jádra materiálu, a energií volného elektronu, což je energie potřebná k tomu, aby elektron z materiálu zcela unikl.
