Mecanismul unei diode zener funcționează prin utilizarea unei conexiuni de polarizare inversă, ceea ce duce la o defecțiune care permite conducerea electrică. Principiul din spatele acestui mecanism este cunoscut sub numele de efectul zener, fizicianul Clarence Zener.
O diodă este un dispozitiv electronic care cuprinde semiconductori care sunt clasificați fie ca tip p, fie ca tip n. Semiconductorul de tip p este încărcat pozitiv și conține un număr exces de găuri, în timp ce semiconductorul de tip n este încărcat negativ și conține un număr în exces de electroni. Limita dintre cele două tipuri de semiconductori se numește joncțiunea p-n. O diodă obișnuită permite în mod curent ca curentul electric să treacă printr-o conexiune de bias înainte.
Dioda zener, cunoscută și sub denumirea de diodă de defalcare, utilizează în mod obișnuit o joncțiune de p-n de siliciu care este părtinitoare în direcția inversă. Într-o conexiune de polarizare inversă, tensiunea aplicată inhibă fluxul electric. Cu toate acestea, prin creșterea continuă a tensiunii, dioda ajunge în cele din urmă la punctul de descompunere atunci când stratul de epuizare la joncțiunea p-n se dezintegrează. Această defalcare are ca rezultat un flux electric în diodă pentru a controla tensiunea inversă ridicată. Punctul de tensiune de defalcare la care o diodă zener permite curentul electric să curgă este cunoscută sub denumirea de tensiune zener. Diodele Zener sunt utilizate în principal ca regulatoare de tensiune.