直接复合，半导体中的自由电子和空穴在运动中会有一定概率直接相遇而复合，使一对电子和空穴同时消失。从能带角度讲，就是导带中的电子直接落入价带与空穴复合，同时，还存在着上述过程的逆过程，即由于热激发等原因，价带中的电子也有一定概率跃迁到导带中去，产生一对电子和空穴。这种由电子在导带与价带间直接跃迁而引起非平衡载流子的复合过程就是直接复合。复合过程属于统计性过程。任何半导体在热平衡态时，都有一定数目的导带电子和价带空穴，但是，它们并不是永远停留在导带和价带，由于半导体内部的相互作用，电子和空穴在相遇时有一定的几率复合。同样价带中的电子有一定的几率激发到导带中去，从而产生电子-空穴对。在热平衡情况下，电子和空穴的产生与复合，可以达到一个动态平衡，从而使载流子浓度维持不变。