Det består vanligen av en kisel- eller germaniumkristall över vilken man lagt en elektrisk spänning. När strålningen passerar genom en halvledardetektor bildas elektroner (negativa) och joner (positiva), som om strålningen helt stoppas i detektorn ger upphov till en elektrisk puls direkt proportionell mot strålningens energi. För gammastrålning används huvudsakligen germaniumdetektorer