有机半导体是具有半导体性质的有机材料，即导电能力介于金属和绝缘体之间，具有热激活电导率且电导率在10^-10～100S·cm^-1范围内的有机化合物。这类材料包括单分子短链的低聚物和有机聚合物，以及半导体小分子如多环芳族化合物，并五苯、和红荧烯等。有机半导体的电流载流子主要是空穴和电子的π键，且这些材料通常具有较低的流动性。

有机半导体的研究始于1862年，Henry Letheby获得了部分导电材料阳极氧化的苯胺硫酸，该材料可能是聚苯胺。1950年代，研究人员发现多环芳香烃化合物是由电荷转移配位化合物的半导体盐类卤化而成的。1954年，-碘配合物的高电导率0.12 S/cm阐明了有机化合物可以承载电流。1972年，金属导电性中的电荷转移络合物TTF-tcnq被发现，而在1980年，超导电荷转移复合物在Bechgaard盐（TMTSF）2PF6首次被报导。1963年，高导电率的氧化聚乙炔被报导，而1974年，约翰·麦金尼斯和他的同事报告了工作有机聚合物的电子设备。1977年，Shirakawa等人报告了聚乙炔在卤化时的高导电性，他们因此获得了2000年诺贝尔化学奖。

有机半导体可分为有机化合物、聚合物和给体-受体配位化合物三类。

- 有机物类，包括芳香烃、染料、有机金属化合物，如紫精、酞菁、孔雀石绿、罗丹明B等。此外，半导体小分子还包括多环芳族化合物，并五苯、蒽以及红荧烯。

- 聚合物类，包括主链为饱和类聚合物和共轭型聚合物，如聚苯、聚乙炔、聚乙烯咔唑、聚苯硫醚等。此类还包括聚（3-己基噻吩）、聚（对亚苯基亚乙烯基）以及聚乙炔及其衍生物如聚吡咯和聚苯胺。

- 电荷转移螯合肥，由路易斯碱与电子接受体二部分组成，典型的有四甲基对苯二胺与四氰基二甲配位化合物。电荷转移复合物往往表现出类似于无机化合物半导体的传导机制。

有机半导体可用掺杂方法改变其导电类型和电导率，容易掺杂的例子有聚苯胺（欧明创）和PEDOT:PSS，因此也被称为金属有机化学。

刚性骨干的有机半导体现在在光电仪器中被广泛使用，如有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池、有机场效应晶体管（OFET）、电化学晶体管和生物感测等。有机半导体具有制造简单、机动性灵活、成本低等优点。

小分子的有机半导体和半导电性聚合物在处理过程上有明显的不同。水溶性共轭聚合物的薄膜可以通过溶液处理方法来制备，而小分子通常需要通过真空升华处理沉积。湿式涂布技术可以应用到小分子，但在某些程度上取决于对材料的溶解度。

有机半导体的表征包括光学、电子、化学和结构特性。光学性质可以通过紫外-可见光吸收值的分光光度计和光致发光谱分光光度计来描述。半导体膜的外观和形态可以用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（sem）来研究。电子特性如游离能可以用紫外光电子能谱学（UPS）来探测。有机半导体的电运输特性可以用飞行时间（TOF）和空间电荷限制的技术来检验。

有机半导体电荷传输依赖于π键轨道和量子力学波函数的重叠。在无序的有机半导体材料中，电荷载流子的传导通常称为跳频运输，依赖于能隙“HOMO和LUMO”之间的能级。载流子的迁移依赖于电子或空穴移动到大量相似的能阶，并因此再经过的区域更快或更慢的跳频。理论研究表明，有机半导体的电导率在低电场是与T^-1/4成比例，而在高电场则与e^-(E/aT)成正比。