在不受外加电压影响的PN结中，P区的多子
空穴向N区扩散，N区的多子自由电子向P区扩散。当载流子通过两种半导体的交界面后，在交界面附近的区域里，P区扩散到N区的空穴与N区的自由电子复合，N区扩散到P区的自由电子与P区的空穴复合。因为电流方向指向空穴移动方向（或自由电子移动的反方向），扩散电流由P区指向N区。
扩散电流是PN结形成的条件之一。对于PN结产生过程，扩散的结果破坏了P区和N区交界面附近的电中性条件，P区一侧失去空穴，仅留下不能移动的负离子，称为
受主离子；N区一侧失去自由电子，仅留下不能移动的正离子，称为施主离子。这些不能移动的离子所在的区域称为
空间电荷区，即PN结。（另一条件为漂移运动，作用结果与扩散运动相反，；两者的对抗使得PN结宽度稳定。）空间电荷区的电阻率很高，且扩散作用越强，空间电荷区越宽。