反轉層是指在 MOSFET 閘極絕緣層正下方的半導體表面，由閘極電壓所形成、聚集與原導電型相反之載子的薄導電層。此反轉層成為連接源極與汲極的通道，是 MOS 電晶體電流流動的通路。
以 n 通道 MOSFET 為例，基板為 p 型，但對閘極施加正電壓時，電子會被吸引到表面。當閘極電壓超過臨界電壓時，表面的載子由電洞反轉為電子，形成電子的反轉層（通道），電流開始流動。臨界電壓正是這個反轉層開始形成的電壓。
反轉層形成於非常接近閘極絕緣層、厚度僅數nm的薄層中，因此其中電子的狀態受界面品質強烈影響。界面能態與氧化層缺陷會散射、捕獲反轉層中的載子，使遷移率與臨界電壓劣化，因此良好的閘極氧化層與界面控制是元件性能的關鍵。