半導體傳感器是一種采用半導體氣敏為主要使用材料的傳感裝置，它利用與其氣體接觸時使半導體的導電率等物理性質發生變化來檢測待測氣體的成分和濃度。并且，它具有靈敏度高、響應時間和恢復時間快、使用壽命長及價格低等優點，成為世界上產量、使用廣的傳感器之一。
    當半導體器件被加熱到穩定狀態時，氣體接觸半導體表面而被吸附，吸附的分子首先在表面自由擴散，失去運動能量，一部分分子被蒸發掉，另一部分殘留分子產生熱分解而固定在吸附處。當半導體的功函數小于吸附分子的電子親和力時，則吸附分子將從器件奪得電子而變成負離子吸附，半導體表面呈現電荷層。具有負離子吸附傾向的氣體，如O2和NON,等被稱為氧化型氣體或電子接收型氣體。如果半導體的功函數大于吸附分子的離解能，則吸附分子將向器件釋放出電子，而形成正離子吸附。具有正離子吸附傾向的氣體有H2、CO,碳氫化合物和醇類等，被稱為還原型氣體或電子供給型氣體。
    半導體氣敏元件有N型和P型之分。N型材料有SnO2、ZnO、TiO型等，P材料有MoO2、CrO3等。當氧化型氣體吸附到N型半導體上，還原型氣將使半導體載流子減少，而使電阻值增大;相反，當還原型氣體吸附到N型半導體上，氧化型氣體吸附到P型半導體上時，則載流子增多，使半導體電阻值下降。例如: SnO2金屬氧化物半導體氣敏元件，在200-300度時吸附空氣中的氧，形成氧的負離子吸附，使半導體中的電子密度減小，從而使其阻值增加。而當遇到有能供給電子的還原型氣體（如CO等)時，原來吸附的氧脫附，而以正離子狀態吸附在金屬氧化物半導體表面，氧脫附放出電子，還原型氣體以正離子狀態吸附也要放出電子，從而使氧化物半導體導帶電子密度增加，電阻值下降。當還原型氣體不存在時，金屬氧化物半導體又會自動恢復氧的負離子吸附，使電阻值回升到初始狀態。
    空氣中的氧的成分大體上是恒定的，因而氧的吸附量也是恒定的，氣敏器件的阻值大致保持不變。如果被測氣體流入這種氣氛中，器件表面將產生吸附作用，器件的阻值將隨氣體濃度而變化，從濃度與阻值的變化關系即可得知氣體的濃度。
    氣敏元件在工作時都需要加熱，其目的是加速氣體吸附、脫出的過程，提高器件的靈敏度和反應速度;燒去附著在探測部分的油霧、塵埃等污物，起清潔作用;控制不同的加熱溫度，可以增強對被測氣體的選擇性，在實際工作時一般要加熱到200-400度。