Diody Zenera to diody krzemowe specjalnie skonstruowane do pracy w tak zwanym obszarze przebicia. Z tego powodu nazywane są również diodami regulatora napięcia.
Maksymalne napięcie znamionowe określa, jakie napięcie wsteczne może wytrzymać dioda, zanim nastąpi przebicie. Dla większości jest to co najmniej 50 V. Zwykłe diody, które są spolaryzowane zaporowo, mają prąd wsteczny, który jest tak mały, że wynosi zero, dzięki czemu dioda zachowuje się podobnie do obwodu otwartego. Jednak po przekroczeniu maksymalnego napięcia znamionowego wytwarzany jest duży prąd wsteczny i dioda ulega zniszczeniu. To zniszczenie następuje przy tak zwanym odwróconym napięciu przebicia lub szczytowym napięciu odwrotnym (PIV). Diody Zenera są tworzone tak, aby działały optymalnie, gdy są odwrócone i zamiast być zniszczony, będzie przewodził prąd w warunkach, w których normalne napięcia przebicia diody są osiągnięty. Napięcia przebicia diody Zenera mogą wynosić od 2 do 200 V.
Diody są w stanie utrzymać stałe napięcie wyjściowe podczas zmian prądu w obwodzie, stabilizując w ten sposób napięcie przy różnych obciążeniach. Dlatego są najczęściej używane jako regulatory napięcia w obwodach niskoprądowych. Mogą chronić obwody przed skokami napięcia, przeciążeniami lub elektrycznością statyczną. Diody Zenera są również często używane do generowania napięć odniesienia dla obwodów wzmacniacza.
W celu regulacji napięcia diody Zenera są umieszczane w obwodach w odwrotnej pozycji równolegle do obciążenia, jak pokazano.
Diody działają na tzw. efekcie Zenera. Złącze p-n jest silnie domieszkowane, co powoduje jego zwężenie i uzyskanie intensywnego pola elektrycznego. Po odwróceniu, to intensywne pole elektryczne powoduje jonizację, w której elektrony są odciągane od swoich orbit walencyjnych, dzięki czemu stają się swobodne i mogą płynąć.