게르마늄이나 실리콘 같은 단일 소자가 아니라 2종 이상의 원소가 비교적 간단한 정수비로 결합된 소자로서 작용하는 반도체. 화합물 반도체는 일정한 조성(組成)으로 완전한 균일성을 갖고 있으며 그 성질은 원래의 구성 원소 어느 것과도 다르다. 화합물 반도체의 대다수는 직접 천이(遷移)형으로서 천이 확률이 크기 때문에 발광 효율이 큰 것이 많다. 갈륨비소(GaAs)는 그 대표적인 재료이며 주입형 레이저는 위의 특성을 잘 이용하고 있다. 또 발광 다이오드에 사용되는 인화갈륨(GaP)이나 탄화규소(SiC)는 간접 천이형이며, CuGaSe₂는 3원 화합물의 예이다.