這類材料有單晶半導體、多晶半導體、玻璃半導體、有機半導體以及金屬氧化物等。它們均具有非常大的電阻溫度系數和高的龜阻率，用其制成的傳感器的靈敏度也相當高。按電阻溫度系數也可分為負電阻溫度系數材料和正電阻溫度系數材料.在有限的溫度范圍內，負電阻溫度系數材料a可達-6*10-2/℃，正電阻溫度系數材料a可高達-60*10-2/℃以上。如飲酸鋇陶瓷就是一種理想的正電阻溫度系數的半導體材料。上述兩種材料均廣泛用于溫度測量、溫度控制、溫度補瞬、開關電路、過載保護以及時間延遲等方面，如分別用子制作熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關和熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關和熱敏電阻延遲繼電錯等。
這類材料由于電阻和流度呈指數關系，因此測溫范圍狹窄、均勻性也差。