Dioda krzemowa to półprzewodnik, który ma biegunowość dodatnią i ujemną i może umożliwiać przepływ prądu elektrycznego w jednym kierunku, jednocześnie ograniczając go w drugim. Pierwiastek krzemowy w swojej czystej postaci działa jako izolator elektryczny. Aby umożliwić przewodzenie elektryczności, dodaje się do niego niewielkie ilości innych pierwiastków — w procesie znanym jako doping. Dzięki nim naładowany materiał półprzewodnikowy jest używany do budowy diod krzemowych, które są następnie często wykorzystywane między innymi w radioodbiornikach, komputerach, zasilaczach prądu przemiennego-stałego (AC/DC) oraz jako czujniki temperatury i promieniowania.
Kiedy wykonana jest dioda krzemowa, ma ona zarówno stronę dodatnią, jak i ujemną oraz połączenie między nimi, znane jako złącze p–n. Dwie różnie naładowane strony są wynikiem dodania różnych pierwiastków do krzemu. Dodatnia strona, znana jako anoda i wykonana z krzemu typu p, jest domieszkowana borem lub galem. Ich struktura atomowa w połączeniu z krzemem tworzy ładunek dodatni. Dodanie fosforu lub arsenu tworzy w podobny sposób ujemną katodę wykonaną z krzemu typu n.
Napięcie diody krzemowej ma polaryzację w kierunku przewodzenia 0.7 wolta. Oznacza to, że do zasilania diody potrzebne jest 0.7 wolta. Gdy ta ilość energii przejdzie przez niego, będzie przewodzić prąd elektryczny przez złącze p-n. Zatrzyma również większość prądu w odwrotnym kierunku. Każda dioda krzemowa ma maksymalne napięcie, które można do niej przyłożyć w odwrotnej kolejności, zanim ulegnie uszkodzeniu. Zwykle wynosi co najmniej 50 woltów lub więcej.
W pewnym sensie dioda może być traktowana jako elektryczny zawór zwrotny, ponieważ przekazuje nadmiar energii do przodu, ale generalnie nie przepuszcza mierzalnej ilości z powrotem na odwrót. Bardzo mała ilość prądu może w rzeczywistości płynąć wstecznie przez diodę, ale jest tak niewielka, że awaria obwodu od tej wartości jest zwykle rzadka.
Ponieważ dioda krzemowa zasadniczo umożliwia przepływ energii tylko w jedną stronę, można jej użyć do ochrony innych urządzeń w obwodzie, takich jak tranzystory, przed otrzymaniem zbyt dużej mocy i wypaleniem. Ponadto specjalnie skonfigurowane diody krzemowe, zwane diodami Zenera, mogą służyć do utrzymywania stałego napięcia. Są one stworzone, aby w razie potrzeby celowo odprowadzić część prądu wstecznego, aby utrzymać dokładną jej ilość.