缓冲层是指在材料生长过程中，通过一些中间过渡层的生长，克服底层材料和顶层材料之间晶格失配、热失配或者晶格缺陷的影响，实现顶层材料在底层材料或者衬底上的高质量生长。缓冲层本身在材料结构中并不起到有效功能，但是却对于材料质量等有着至关重要的影响。

在同质外延中，如砷化镓（GaAs）衬底上生长GaAs，通常需要生长GaAs的缓冲层，其作用在于克服衬底制备过程中的损伤和衬底表面再构导致的GaAs直接外延晶体质量较差的缺陷。通过缓冲层有效解决这些问题后，再生长GaAs则可以得到较高质量的GaAs外延功能材料。在分子束外延法生长GaAs或者砷化铝镓（AlGaAs）等材料时，出现一些不能够通过结构解释的光电质量问题，往往有一部分源自没有制备好缓冲层。

在异质外延中，缓冲层的作用更加明显，如氮化镓（GaN）在蓝宝石上的外延。缓冲层的生长方法主要是两步法。两步法是指利用低温缓冲层+高温外延生长的方式，解决异质外延所获得的GaN很难满足实际器件需要的基础材料问题。低温缓冲层使得蓝宝石上的氮化物材料达到器件应用的基本质量，从而实现氮化物发光二极管、激光器以及其他光电子、微电子器件的制备。

在两步法思想上，人们又发展出一些新的缓冲层生长方法，对于研发和生产都产生了很多积极、有效的作用，如溅射氮化物用作缓冲层，可提高晶体质量及生产效率，已经大量用于蓝光发光二极管的生产。