Μια ετεροσύνδεση δημιουργείται όταν δύο διαφορετικά στρώματα κρυσταλλικών ημιαγωγών τοποθετούνται σε συνδυασμό ή στρώνονται μαζί με εναλλασσόμενα ή ανόμοια κενά ζώνης. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε ηλεκτρικές συσκευές στερεάς κατάστασης, οι ετεροσυνδέσεις μπορούν επίσης να σχηματιστούν μεταξύ δύο ημιαγωγών με διαφορετικές ιδιότητες, όπως ο ένας που είναι κρυσταλλικός ενώ ο άλλος είναι μεταλλικός. Όταν η λειτουργία μιας ηλεκτρικής συσκευής ή μιας εφαρμογής συσκευής εξαρτάται από περισσότερες από μία ετεροσυνδέσεις, αυτές τοποθετούνται σε σχηματισμό για να δημιουργήσουν αυτό που ονομάζεται ετεροδομή. Αυτές οι ετεροδομές χρησιμοποιούνται για την αύξηση της ενέργειας που παράγεται από διαφορετικές ηλεκτρικές συσκευές, όπως ηλιακά κύτταρα και λέιζερ.
Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι ετεροσυνδέσεων. Όταν δημιουργούνται αυτές οι διεπαφές μεταξύ ημιαγωγών, μπορούν να σχηματίσουν αυτό που ονομάζεται κενό αλληλεπικάλυψης, κλιμακωτό κενό ή σπασμένο χάσμα. Αυτοί οι διαφορετικοί τύποι ετεροσυνδέσεων εξαρτώνται από το ενεργειακό χάσμα που δημιουργείται ως αποτέλεσμα των συγκεκριμένων υλικών ημιαγωγών.
Η ποσότητα ενέργειας που μπορεί να παράγει ένα υλικό σχετίζεται άμεσα με το μέγεθος του ενεργειακού κενού που δημιουργείται από την ετεροσύνδεση. Ο τύπος του ενεργειακού χάσματος είναι επίσης σημαντικός. Αυτό το ενεργειακό χάσμα αποτελείται από τη διαφορά που βρίσκεται μεταξύ της ζώνης σθένους, που παράγεται από τον ένα ημιαγωγό, και της ζώνης αγωγιμότητας, που παράγεται από τον άλλο.
Οι ετεροσυνδέσεις είναι στάνταρ σε κάθε λέιζερ που κατασκευάζεται από τότε που η επιστήμη των ετεροσυναρμολογήσεων έγινε το πρότυπο σε όλη τη βιομηχανία. Η ετεροσύνδεση επιτρέπει την παραγωγή λέιζερ που είναι σε θέση να λειτουργούν σε κανονική θερμοκρασία δωματίου. Αυτή η επιστήμη εισήχθη για πρώτη φορά το 1963 από τον Herbert Kroemer, αν και έγινε η τυπική επιστήμη στη βιομηχανία κατασκευής λέιζερ παρά μόνο μετά από χρόνια, όταν η πραγματική επιστήμη των υλικών συνάντησε την βασική τεχνολογία.
Σήμερα, οι ετεροσυνδέσεις αποτελούν ζωτικό στοιχείο για κάθε λέιζερ, από την κοπή λέιζερ σε μηχανές CNC έως τα λέιζερ που διαβάζουν ταινίες DVD και δίσκους συμπαγούς ήχου. Οι ετεροσυνδέσεις χρησιμοποιούνται επίσης σε ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής ταχύτητας που λειτουργούν σε πολύ υψηλές συχνότητες. Ένα παράδειγμα είναι ένα τρανζίστορ υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων, το οποίο λειτουργεί πολλές από τις λειτουργίες του σε πάνω από 500 GHz.
Η κατασκευή πολλών από τις ετεροσυνδέσεις σήμερα γίνεται μέσω μιας ακριβούς διαδικασίας που αναφέρεται ως CVD ή εναπόθεση χημικών ατμών. Το MBE, το οποίο σημαίνει επιταξία μοριακής δέσμης, είναι μια άλλη διαδικασία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ετεροσυνδέσεων. Και οι δύο αυτές διαδικασίες είναι εξαιρετικά ακριβείς στη φύση τους και πολύ δαπανηρές στη διεξαγωγή τους, ειδικά σε σύγκριση με την ως επί το πλείστον ξεπερασμένη διαδικασία κατασκευής πυριτίου συσκευών ημιαγωγών, αν και η κατασκευή πυριτίου εξακολουθεί να είναι ευρέως δημοφιλής σε άλλες εφαρμογές.