Halbleiterwerkstoffe sind hauptsächlich [[Silicium]] ([[Si]]), [[Selen ]] ([[Se]]) und [[Germanium ]] ([[Ge]]). Allen Stoffen gemeinsam ist, dass sie sich in der Nähe des absoluten Temperaturnullpunktes (-273°C, 0 K) wie elektrische Isolatoren (Porzellan, Keramik, Glas = sehr hoher spezifischer elektrischer Widerstand) verhalten. Da aber der spezifische elektrische Widerstand der Halbleiterwerkstoffe bei Raumtemperatur nur etwas höher ist als der von [[Kupfer]] oder [[Eisen]], zeigt sich, dass Halbleitermetalle extrem temperaturabhängig sind.

Das Halbleiterbauelement [[Silicium]] ist ein hartes, sprödes, dunkelgrau-glänzendes Nichtmetall mit diamantähnlicher Gitterstruktur. Durch die Dotierung mit Metallatomen lässt sich seine Leitfähigkeit enorm steigern. Durch die rasche Bildung einer schützenden Siliciumdioxidschicht ist das Element reaktionsträge. In Wasser ist das Element unlöslich. Auch Säuren, mit Ausnahme von salpetersäurehaltiger [[Flußsäure]], greifen es nicht an. Mit erhitzten Laugen reagiert es unter Freisetzung von Wasserstoffgas[[Wasserstoff]]gas. Die wichtigsten Silicium-Verbindungen sind: [[Siliciumdioxid ]] (Quarz), Siliciumtetrafluorid, [[Siliciumcarbid]], die Silicate und die Silicone.

[[Silicium ]] ist der wichtigste Grundstoff der Halbleitertechnik. Aus ihm werden Computermikrochips, Transistoren und Solarzellen hergestellt. Für diese Anwendungen muss es in höchster Reinheit (99,999 %) produziert werden. Die Weltproduktion von höchstreinem Silicium liegt bei etwa 5000 Tonnen pro Jahr. Die wichtigste Siliciumverbindung, das [[Siliciumdioxid]], dient als glasbildende Komponente in der Glasindustrie. Siliciumverbindungen sind außerdem Bestandteile von Steingut, Porzellan und Zement. Silicium kommt als Siliciumdioxid in Quarzsand vor, der beinahe so häufig auf der Erde zu finden ist wie das Element [[Sauerstoff ]] in der [[Luft]].