晶界（Grain Boundary）是多晶材料中，晶體方向（方位）不同的小晶體（晶粒）彼此相接的邊界。在1個晶粒內部，原子規則排列，但在晶界處與相鄰晶粒的原子排列無法吻合，因此原子排列紊亂，出現多餘的懸鍵或較多空隙。在半導體中，單晶矽基板沒有晶界，但用於閘極電極或導線的複晶矽（polysilicon）及金屬薄膜，則含有大量晶粒與晶界。
晶界對電性有很大影響。在複晶矽中，晶界紊亂的原子會形成捕獲載子的能階，電荷累積在晶界而形成電位障壁，因此電阻比相同摻雜濃度的單晶高，遷移率也較低。此外，摻雜物容易聚集在晶界，並沿著晶界快速擴散。高性能電晶體之所以不可缺少單晶矽，正是因為沒有晶界造成的載子散射與復合。
在金屬導線中，晶界同時關係到電阻與可靠度。銅導線寬度縮至數十nm以下時，晶粒變小、晶界比例增加，電子在晶界被散射，使導線電阻率遠高於材料本身的數值。此外，在電流使金屬原子移動的電遷移（electromigration）中，晶界會成為原子的快速通道。若做成晶界橫跨導線、如竹節般排列的結構（竹節結構，bamboo structure），原子便無法沿晶界長距離移動，壽命得以延長。以熱處理使晶粒長大，也用於改善電阻與可靠度。