相對于第一代（硅基）半導體，第三代半導體（碳化硅等）禁帶寬度大，電導率高、熱導率高。硅基因為結構簡單，自然界儲備量大，制備相對容易，被廣泛應用半導體的各個領域，其中以處理信息的集成電路最為主要。在高壓、高功率、高頻的分立器件領域，硅因其窄帶隙，較低熱導率和較低擊穿電壓限制了其在該領域的應用，因而發展出寬禁帶、耐高壓、高熱導率、高頻的第二/三代半導體。
三代半導體材料之間的主要區別是禁帶寬度。現代物理學描述材料導電特性的主流理論是能帶理論，能帶理論認為晶體中電子的能級可劃分為導帶和價帶，價帶被電子填滿且導帶上無電子時，晶體不導電。當晶體受到外界能量激發（如高壓），電子被激發到導帶，晶體導電，此時晶體被擊穿，器件失效，禁帶寬度代表了器件的耐高壓能力。第三代半導體的禁帶寬度是第一代和第二代半導體禁帶寬度的近3倍，具有更強的耐高壓、高功率能力。
第三代半導體材料能量密度更高。以氮化鎵為例，其形成的HEMT器件結構中，其能量密度約為5-8W/mm，遠高于硅基MOS器件和砷化鎵射頻器件的0.5-1W/mm的能量密度，器件可承受更高的功率和電壓，在承受相同的功率和電壓時，器件體積可變得更小。
