關鍵礦物是指對經濟與國家安全不可或缺，但產出與精煉集中於特定國家、供應中斷風險高的礦物資源。哪些礦物屬於關鍵礦物由各國自行訂定：美國由地質調查局（USGS）指定，歐盟依《關鍵原材料法》，日本則依《經濟安全保障推進法》列為特定重要物資。半導體是高度依賴多種關鍵礦物的產業之一。
與半導體製造相關的代表性關鍵礦物如下。（1）鎵：GaN、GaAs 等化合物半導體的原料。（2）鍺：用於 SiGe 電晶體與光通訊元件。（3）鎢：填入金屬連線接觸窗與通孔的金屬，也用於原料氣體 WF₆。（4）稀土：鈰用於 CMP 研磨劑（氧化鈰研磨液）。此外，鉭・鉿・鈷，以及作為氫氟酸原料的螢石等也很重要。
關鍵礦物的風險之所以浮上檯面，是因為中國加強出口管制。中國占全球鎵產量的大部分與鍺產量的過半，2023 年 8 月將鎵與鍺的出口改為許可制，2024 年 12 月更原則上禁止出口至美國。2025 年又將出口管制擴大到部分稀土，被視為對美國半導體出口管制的反制措施。
各國的對策包括採購來源多元化、戰略儲備、在本國或友好國家建立精煉產能，以及加強回收。日本由 JOGMEC（能源・金屬礦物資源機構）支援對海外礦山與精煉事業的出資。不過精煉存在環境負荷與成本問題，一般認為要在短期內擺脫對特定國家的依賴並不容易。