化合物半导体或复合半导体（英语：compound semiconductor）是一类由化合物构成的半导体材料。化合物半导体中的化合物通常由两种或更多元素的原子构成。常见的化合物半导体由13至15族元素（三五半导体）构成。可能形成的化合物组合较多，这是因为可以有二元化合物（例如：砷化镓）和三元化合物（例如：砷化铟镓）甚至四元化合物（例如：磷化铝镓铟AlInGaP合金）。

氮化镓（GaN、Gallium nitride）是氮和镓的化合物，是一种III族和V族的直接能隙（direct bandgap）的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿，硬度很高。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，可以用在高功率、高速的光电元件中，例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管，可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光（Diode-pumped solid-state laser）的条件下，产生紫光（405nm）激光。

如同其他III族元素的氮化物，氮化镓对电离辐射的敏感性较低，这使得它适合用于人造卫星的太阳能电池阵列。军事的和空间的应用也可能受益，因为氮化镓设备在辐射环境中显示出稳定性。相比砷化镓(GaAs) 晶体管，氮化镓晶体管可以在高得多的温度和电压工作运行，因此它们是理想的微波频率的功率放大器。

砷化镓（化学式：GaAs）是镓和砷两种元素所合成的化合物，也是重要的IIIA族、VA族化合物半导体材料，用来制作微波集成电路、红外线发光二极管、半导体激光器和太阳电池等元件。

砷化镓是重要的化合物半导体材料，外观呈亮灰色，具金属光泽、性脆而硬。常温下比较稳定。加热到873K时，外表开始生成氧化物形成氧化膜包腹。常温下，砷化镓不与盐酸、硫酸、氢氟酸等反应，但能与浓硝酸反应，也能与热的盐酸和硫酸作用。

砷化铟是一种无机化合物，化学式InAs，是一种半导体材料。它是灰色的立方晶体，熔点942°C。砷化铟是立方ZnS结构，没有对称中心，所以[111]和[]晶面是不等价的。

硒化锌是一种无机化合物，为黄红色的晶体，化学式为ZnSe。它是一个本征半导体，能隙2.70eV（25°C）。硒化锌很少出现在自然界，它出现在方硒锌矿中。

硫化锌（化学式：ZnS）是锌的硫化物，为白色至黄色粉末或晶体，难溶于水，主要以闪锌矿和纤锌矿的形式存在。这两种结构都为宽禁带半导体材料，在光电子器件中有广泛应用。闪锌矿结构为立方晶系，在300K时的禁带宽度为3.54eV；纤锌矿结构为六方晶系，禁带宽度为3.91eV。纯的闪锌矿型会在1020°C时转变为纤锌矿型，但杂质的存在会使温度降低。

硫原子在闪锌矿中为立方紧密堆积，在纤锌矿中为六方紧密堆积；两种情况下，锌原子都占一半的四面体空隙。硫化锌和卤素反应，生成卤化锌和硫或卤化硫。

硫化锌主要用作颜料和填料，硫化锌和硫酸钡的混合物俗称锌钡白或立德粉，是一种很常用的白色颜料，不过已被钛白粉所大量取代。硫化锌也可用作光学材料和荧光粉的发光成分。

碳化硅（Silicon carbide，化学式SiC）俗称金刚砂，宝石名称钻髓，为硅与碳相键结而成的陶瓷状化合物，碳化硅在大自然以莫桑石这种稀罕的矿物的形式存在。自1893年起碳化硅粉末被大量用作磨料。将碳化硅粉末烧结可得到坚硬的陶瓷状碳化硅颗粒，并可将之用于诸如汽车刹车片、离合器和防弹背心等需要高耐用度的材料中，在诸如发光二极管、早期的无线电探测器之类的电子器件制造中也有使用。如今碳化硅被广泛用于制造高温、高压半导体。通过Lely法能生长出大块的碳化硅单晶。人造莫桑石的宝石就是通过切割由Lely法制备的大块碳化硅单晶来获得的。