دیود تونلی یک نوع دیود است که قابلیت عملکرد بسیار سریع در حد فرکانس‌های ریزموج را داراست. این دیود بر پایهٔ اثر تونل‌زنی کوانتومی در مکانیک کوانتومی کار می‌کند. دیود تونلی از دو قطعه نیمه هادی نوع PوN که غالباً از جنس ژرمانیم و گالیم آرسنید می باشد ساخته شده است و دارای یک ناحیه مقاومت منفی می باشد.
میزان ناخالصی در دیود تونلی، نسبت به دیود معمولی بسیار زیاد است (حدود چند هزار برابر) که این خود باعث به وجود آمدن یک ناحیه ی تهی بسیار نازک ، در محل پیوند می شود. ناحیه ی نازک تهی سبب می شود تا حاملهای زیادی به جای اینکه در ولتاژ های پایین عبور نمایند از آن تونل بزنند. شکل زیر مشخصه یک دیود تونلی را نشان ی دهد. با افزایش ولتاژ موافق ،از صفر تا Vp ، بر خلاف دیود معمولی جریان عبوری تا Ip افزایش سریع دارد. از Vp به بعد با افزایش ولتاژموافق تا Vv جریان کاهش سریع دارد. فاصله ولتاژ پیک(Vp) را ناحیه مقاومت منفی می گویند.
دیودهای تونلی کاربردهای خود به را تا حد زیادی به FETها داده‌اند. با وجود اینکه دیودهای تونلی همچنان در مدارهای آشکارساز کاربرد گسترده‌ای دارند، ولی در زمینهٔ تقویت‌کنندگی که نیاز به خطی بودن مشخصه است، تکنولوژی‌های جایگزینی مثل گالیم آرسنید و سیلیکون–ژرمانیوم گسترش بیشتری یافته‌اند.
