柵極氧化物是將 MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）的柵極端子與下面的源極和漏極端子以及晶體管導通時連接源極和漏極的導電通道分開的介電層 . 柵氧化層是通過熱氧化溝道的硅形成薄的（5 - 200 nm）二氧化硅絕緣層。 絕緣二氧化硅層是通過自限氧化過程形成的，該過程由 Deal–Grove 模型描述。 隨后在柵極氧化物上方沉積導電柵極材料以形成晶體管。 柵極氧化物用作介電層，因此柵極可以承受高達 1 至 5 MV/cm 的橫向電場，以強烈調制溝道的電導。

在柵極氧化物上方是一個薄電極層，由導體制成，導體可以是鋁、高摻雜硅、鎢等難熔金屬、硅化物（TiSi、MoSi2、TaSi 或 WSi2）或這些層的夾層。 該柵電極通常稱為柵極金屬或柵極導體。 柵極導體電極的幾何寬度（橫向于電流流動的方向）稱為物理柵極寬度。 物理柵極寬度可能與用于模擬晶體管的電通道寬度略有不同，因為邊緣電場會對不在柵極正下方的導體產生影響。

柵極氧化物的電氣特性對于柵極下方導電溝道區域的形成至關重要。 在 NMOS 型器件中，柵極氧化物下方的區域是 p 型半導體襯底表面上的薄 n 型反型層。 它是由施加的柵極電壓 VG 的氧化物電場引起的。 這被稱為反轉通道。 它是允許電子從源極流向漏極的傳導通道。

對柵極氧化層施加過大的應力是 MOS 器件的常見故障模式，可能會導致柵極破裂或應力引起的泄漏電流。

在通過反應離子蝕刻制造期間，柵極氧化物可能被天線效應損壞。

xxx個 MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管，或 MOS 晶體管）于 1959 年由埃及工程師 Mohamed Atalla 和韓國工程師 Dawon Kahng 在貝爾實驗室發明。1960 年，Atalla 和 Kahng 制造了xxx個帶有柵極氧化物的 MOSFET 厚度為 100 nm，柵極長度為 20 μm。 1987 年，Bijan Davari 帶領 IBM 研究團隊展示了xxx個采用鎢柵極技術的柵極氧化層厚度為 10 納米的 MOSFET。