硅的禁带宽度1.12电子伏，平均电离能3.62电子伏，室温下漏电流小，使用时可以不用降温冷却。以硅为主体材料的半导体可广泛应用于电离辐射的能谱和位置测量。硅的原子序数较低，密度2.33克/厘米³，灵敏体积的厚度小，对具有较强穿透能力的辐射探测效率低。硅半导体起初多用于探测α、β射线，对穿透能力更强的γ射线有所局限。较大灵敏体积的硅探测器，可以用于X射线和较低能量的γ射线，如Si-PIN探测器用于X射线荧光分析已经十分普遍。由于硅半导体可以集成一维、二维的大面积基体，硅半导体探测器也可以用于需要位置测量的辐射场所，如硅微条探测器可以应用于一些射线径迹测量的领域。59.5千电子伏能量时典型半峰全宽（FWHM）ΔE为0.4千电子伏，灵敏区典型厚度0.3毫米。

硅半导体探测器按P-N结的工艺可分为金硅面垒型、扩散结型、离子注入型以及平面工艺型，平面工艺型又可分为平面工艺扩散结型和平面工艺离子注入结型。

金硅面垒型探测器有部分耗尽、全耗尽、dE/dX、环形和加固型灯系列，具有固有噪声低、窗薄、先行好、操作方便等优点，在带电离子能谱测量、中子通量和能谱测量、粒子鉴别等领域得到广泛使用。

采用钝化离子注入平面工艺可以制备出替代金硅面垒探测器，还可制备出宽度几十微米的微条带阵列探测器、硅漂移室、位置灵敏探测器和高分辨X射线APD等。