Il diodo Zener è un tipo di diodo a giunzione P-N, il cui comportamento è determinato dalla combinazione dell'effetto Zener e dell'effetto di condurrea a valanga, ed è caratterizzato dalla tensione Zener Vz, corrispondente alla tensione di conduzione, dipendente dalla resistività del materiale (cioè dal drogaggio delle zone p ed n) nonché dalla temperatura di lavoro. Viene spesso usato in polarizzazione inversa come elemento di riferimento della tensione al valore Vz e trova applicazione come stabilizzatore di tensione.
Se polarizzato direttamente (tensione anodo - tensione catodo), il diodo Zener ha un comportamento analogo ai diodi comuni (primo quadrante del grafico in figura). Caratteristica peculiare del diodo Zener è il suo comportamento quando è polarizzato inversamente (tensione anodo-tensione catodo) e viene utilizzato in questo modo nella maggior parte delle applicazioni.
Quando la tensione ai capi del diodo Zener è compresa tra V = 0 V e V z, esso si comporta come un circuito aperto (benché continui a scorrere una piccola corrente di saturazione inversa, generalmente dell'ordine dei 10~100 μA, e quindi non rilevabile dai comuni strumenti). Quando la tensione raggiunge il valore di V z entrano in azione due processi. Il primo è il comune effetto valanga presente anche in altre tipologie di diodo; il secondo, quello preponderante e da cui tale diodo prende il nome, è l'effetto Zener, derivante dal fatto che la banda di valenza della regione p è talmente vicina alla banda di conduzione della regione n che alcuni elettroni sono in grado, per effetto tunnel, di spostarsi dall'una all'altra.
