A Zener diódák szilíciumdiódák, amelyeket kifejezetten az úgynevezett bontási régióban való működésre terveztek. Emiatt feszültségszabályozó diódáknak is nevezik őket.
A maximális feszültségérték meghatározza, hogy egy dióda mennyi fordított feszültséget képes ellenállni a meghibásodás előtt. A legtöbb számára ez legalább 50 V. A fordított előfeszítésű közönséges diódák fordított árama olyan kicsi, hogy nulla, így a dióda hasonlóan viselkedik, mint egy nyitott áramkör. A maximális feszültség túllépésekor azonban nagy fordított áram keletkezik, és a dióda megsemmisül. Ez a megsemmisítés az úgynevezett fordított megszakítási feszültség vagy csúcs inverz feszültség (PIV) mellett történik. A Zener diódák optimálisan működnek, ha fordított előfeszítéssel rendelkeznek, és ahelyett, hogy lennének megsemmisül, olyan körülmények között vezet villamos energiát, ahol a dióda normál meghibásodási feszültségei vannak elérte. A Zener dióda meghibásodási feszültsége 2 és 200 V között lehet.
A diódák képesek állandó kimeneti feszültségeket fenntartani az áramkör jelenlegi változásai során, ezáltal stabilizálva a feszültséget különböző terhelések alatt. Ezért ezeket leggyakrabban feszültségszabályozóként használják kisáramú áramkörökhöz. Megvédhetik az áramköröket a feszültségcsúcsoktól, a túlterheléstől és a statikus elektromosságtól. A Zener diódákat gyakran használják az erősítő áramkörök referenciafeszültségeinek előállítására is.
A feszültségszabályozáshoz a Zener diódákat fordított előfeszített helyzetben lévő áramkörökbe helyezik a terheléssel párhuzamosan, az ábra szerint.
A diódák az úgynevezett Zener-effektuson működnek. A p-n csomópont erősen adalékolt, emiatt keskenyebbé válik és intenzív elektromos mezőt kap. Fordított torzítás esetén ez az intenzív elektromos tér ionizációt okoz, ahol az elektronok elhúzódnak a vegyértékpályájuktól, így szabaddá válnak és áramolhatnak.