puolijohde on aine, yleensä kiinteä kemiallinen alkuaine tai yhdiste, joka voi johtaa sähköä joissakin olosuhteissa mutta ei toisissa, mikä tekee siitä hyvän väliaineen sähkövirran säätelyyn. Sen konduktanssi vaihtelee säätöelektrodiin kohdistuvan virran tai jännitteen mukaan tai infrapunasäteilyn (IR), näkyvän valon, ultraviolettisäteilyn (UV) tai röntgensäteilyn voimakkuuden mukaan.
puolijohdeaineen erityisominaisuudet riippuvat siihen lisätyistä epäpuhtauksista eli dopingaineista. N-tyypin puolijohde kuljettaa virtaa pääasiassa negatiivisesti varautuneina elektroneina samaan tapaan kuin johdossa oleva virta. P-tyypin puolijohde kuljettaa virtaa pääasiassa elektronipuutteina, joita kutsutaan aukoiksi. Reiällä on positiivinen sähkövaraus, joka on yhtä suuri ja vastakkainen elektronin varauksen kanssa. Puolijohdemateriaalissa reikien virtaus tapahtuu elektronivirtauksen vastaiseen suuntaan.
Alkuainepuolijohteita ovat antimoni, arseeni, boori, hiili, germanium, seleeni, pii, rikki ja telluuri. Näistä tunnetuin on pii, joka muodostaa perustan useimmille integroiduille piireille (ICs). Yleisiä puolijohdeyhdisteitä ovat galliumarsenidi, indium-antimonidi ja useimpien metallien oksidit. Näistä galliumarsenidi (GaAs) on laajalti käytetty hiljainen, korkea-voitto, heikko signaali vahvistin laitteet.
puolijohdekomponentti voi toimia tyhjiöputkena, jonka tilavuus on satoja kertoja suurempi. Yksi integroitu piiri (IC), kuten mikroprosessori siru, voi tehdä työtä joukko tyhjiöputkia, jotka täyttäisivät suuren rakennuksen ja vaativat oman sähköntuotantolaitoksen.
Katso myös atomi, transistori, bipolaaritransistori ja kenttäefektitransistori.