ゲルマニウムは密度約 5.323 g/cm³、融点約 938 °C の半金属半導体で、金属光沢と半導体の性質を併せもつ。地殻中の存在量は少なく、主に亜鉛鉱石や石炭灰からの副産物として回収される。現代の光電子工学と赤外技術において重要な位置を占めている。光ファイバー通信では、四塩化ゲルマニウムから得た二酸化ゲルマニウムを石英ファイバーのコアにドープして屈折率を高め光損失を下げるため、長距離通信用ファイバーの中核ドーパントとなっている。赤外光学では、ゲルマニウムは赤外光に対して高い透明性をもち、サーモグラフィ、赤外暗視装置、ミサイル誘導システムのレンズや窓材の製造に使われ、防衛、セキュリティ、産業用温度測定に広く応用されている。半導体では、ゲルマニウムは初期のトランジスタの基板材料だった。今日ではシリコン・ゲルマニウムヘテロ接合、太陽電池、高純度ゲルマニウム検出器に使われ、後者は核放射線検出やガンマ線分光に用いられる。
二酸化ゲルマニウム GeO2 はゲルマニウムの最も重要な化合物で、ファイバーコアのドープや赤外光学ガラスに使われ、PET の触媒にもなる。四塩化ゲルマニウム GeCl4 はファイバー産業の重要な中間体である。ゲルマニウムを塩素化したのち酸化して GeO2 とし、石英母材に堆積させるほか、赤外光学コーティングの原料にもなる。ゲルマン GeH4 は毒性の高い気体で、半導体エピタキシー、すなわちゲルマニウム-シリコン膜の化学気相成長に用いられる。一硫化ゲルマニウム GeS や一セレン化ゲルマニウム GeSe などのカルコゲン化物は長波長赤外域で透明であり、赤外窓材や光スイッチへの応用が研究されている。ゲルマン酸ビスマス BGO 結晶はシンチレータ材料で、高エネルギー物理の検出器や医療用 PET スキャナに使われる。高純度ゲルマニウム単結晶は化合物ではないが、核放射線測定やガンマ線分光の検出器材料として用いられる。
