Halbleiter sind nichtmetallische, kristalline Festkörper, die bei einer Temperatur in der Nähe des absoluten Nullpunktes von 0 Kelvin einen Isolator darstellen, d.h. keine elektrische Leitfähigkeit besitzen. Bei Temperaturerhöhung oder Strahleneinwirkung kann ihre Leitfähigkeit erheblich zunehmen. Die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit eignet sich somit auch zum Nachweis ionisierender Strahlung.

Analog zu gasgefüllten Detektoren, lösen einfallende geladene Teilchen im strahlensensitiven
Detektorvolumen positive und negative Ladungsträger aus.

Wesentlich bessere meßtechnische Eigenschaften als mit reinen Halbleitern, kann mit dotierten Halbleitern erzielt werden. Unter Dotierung versteht man das Einbringen von Fremdatomen in das Kristallgitter des Halbleiters. Das strahlenempfindliche Volumen stellt in diesem Fall nicht mehr der gesamte Kristall sondern entweder eine Grenzschicht zwischen einem Metall und einem dotierten Halbleiter oder die Übergangszone zwischen zwei Halbleitern unterschiedlicher Dotierung dar. Im letzten Fall spricht man von einem n-p-Übergang.