絕緣膜是指具有不導電性質的薄膜，在半導體中用於電性隔離導線之間或電晶體電極之間。英文多稱為dielectric（介電質），也稱為介電膜。主要材料有氧化矽（SiO₂）、氮化矽（SiN）、氮氧化矽（SiON），以及氧化鉿（HfO₂）等高介電常數（high-k）材料，與含碳的SiOC等低介電常數（low-k）材料。
絕緣膜依用途所要求的性質大不相同。閘極絕緣層即使很薄也必須不漏電，並將閘極電場有效傳遞至通道，因此介電常數越高越有利，先進產品使用high-k膜。相反地，填充在導線之間的層間介電層，為了降低導線間的寄生電容以抑制訊號延遲（RC延遲）與功耗，介電常數越低越有利。相對於SiO₂約3.9的相對介電常數，low-k膜可降至2.5～3.0左右，進一步利用空隙的氣隙（air gap）也已實用化。此外還有元件隔離的填充膜（STI）、停止蝕刻的蝕刻停止層、阻隔水分或可動離子的保護膜（鈍化層），以及DRAM電容的電容介電層等。
絕緣膜以熱氧化、CVD（電漿CVD・LPCVD・HDP-CVD）、ALD、塗佈（SOG・聚醯亞胺）等方式形成。評估時確認可耐受的電場上限（崩潰電場，SiO₂約10MV/cm）、漏電流、介電常數、膜應力，以及長時間施加電壓時的介電崩潰壽命（TDDB）等。隨著導線微縮化，絕緣膜變得更薄、更軟（low-k），確保CMP或封裝時的機械強度也成為課題。