無機半導体においては、原子が共有結合によって結合して固体を形成するものが多く、その代表がシリコン単結晶である。無機半導体は個々の原子の性質と固体状態の性質には大きな乖離がある。これは、無機半導体においては、個々の原子が共有結合で結合しているために、電子が非常に数多くの原子上に非局在化しており、それによって元の原子の電子軌道と、共有結合した状態（巨大分子と捉えることもできる）の電子軌道が大きく異なるためである。