半導體探測器是以半導體材料為探測介質的輻射探測器。鍺和硅是我們最通用的半導體探測材料，其基本原理與氣體電離室相類似。晶體計數器可以認為是半導體探測器的前身，20世紀初期人們發現在核輻射下可以通過某些固體電介質產生電導現象，在這之后金剛石、氯化銀等晶體計數器又相繼被人們發明。可是我們至今無法解決晶體極化效應的問題，所以目前可以達到實用水平的只有金剛石探測器。20世紀中期有人在使用α粒子照射鍺半導體點接觸型二極管時，發現有電脈沖輸出。1958年第一個金硅面壘型探測器被設計完成，直到20世紀60年代初期鋰漂移型探測器被研制成功后，半導體探測器才得到迅速的發展。
半導體探測器的工作原理如圖4所示。將工作電壓加在電極K和A上后，固體介質內部會形成很強的電場區。這時進入介質后的帶電粒子,因為電離作用從而會產生電子——空穴對,并且在強電場作用下,電子和空穴將各自按照自身相反的電極方向迅速移動,并產生感應電荷,隨之形成信號脈沖輸出在負載RL上。由于半導體產生的電信號同入射粒子的能量損失成正比關系，所以我們可以由所測到的電信號計算出入射粒子的能量大小及其它相關性質。半導體探測器的優缺點均十分明顯，其能量分辨率高，探測效率高（可與閃爍探測器相比擬），體積小，較快的響應時間等優點是其他設備所無法比擬的。但同時探測器尺寸無法隨意增大，器件本身容易被射線損傷，價格偏高等劣勢，也嚴重制約了其發展與應用。