自然界中的物质按导电能力可分为导体、半导体和绝缘体三类。导体如常见金属具有强导电特性，绝缘体表现为几乎不导电的特性，而半导体则展现出介于导体与绝缘体之间的独特导电性能，这种中间态特性使其成为电子器件制造的核心材料。
能带理论的角度解析，导电性差异的本质在于材料电子能态分布：导体的半满带结构允许电子自由迁移形成电流，而半导体与绝缘体均呈现价带（充满电子，满带）与导带（未填充电子，空带）完全分离的特征。
从能带结构上来看，绝缘体和半导体看起来差别不大。底部的能带多为满带，满带中的电子对导电没有贡献。上面的能带为空带，空带中没有电子，自然也就不能导电。满带和空带之间隔着禁带，禁带宽度比较大的材料完全不导电，为绝缘体。而禁带宽度比较小的材料，则具有一定的导电性，为半导体。
不过，我们为了更加准确的定义，根据材料的导电能力通过电阻率数值对物质进行了明确的划分：
- 导体：ρ<10⁻⁴Ω·cm），
- 半导体：ρ~10⁹Ω·cm，
- 绝缘体：ρ>10⁹Ω·cm。
元素半导体就是具有半导体性质的元素，一共有12种，分别是硼、硅、锗等。其中硅是半导体中的主要材料，主要用于制造各种半导体器件，集成电路等。
化合物半导体就是具有半导体性质的化合物，可以分为二元化合物半导体和多元化合物半导体。
- Ⅲ-Ⅴ族二元化合物半导体GaAs 、InP应用于高频器件与卫星通信，
- Ⅱ-Ⅵ族二元化合物半导体ZnS ，CdS ，CdTe作为光敏材料用于太阳能电池，
- Ⅳ-Ⅳ族二元化合物半导体SiC凭借高热导率服务于大功率器件,
- II-VI族的三元固熔体Hgx Cd1-x Te用于红外探测、GaAs1-xPx用于发光二极管。
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